限量供油条件下微柱阵列束油表面润滑增效特性研究

在润滑轨道两侧制备以防指纹油涂层(Anti-fingerprint coating,AFC)修饰的微柱阵列(Micropillar array,MA),形成润湿性梯度束油的润滑增效表面.使用点接触光弹流润滑油膜测量仪测量了该表面在限量供油往复运动条件下的油膜厚度以及油池形态,探究了往复频率、束油轨道宽度和载荷对润滑性能的影响,同时与未经AFC修饰的微柱阵列束油表面和仅以AFC形成的束油表面进行了对比.结果表明:制备的经AFC修饰的微柱阵列束油表面比其他2个束油表面有更好的润滑特性,往复运动条件(4 Hz)下明显改善了行程中点及两端点处的润滑状态,相对原始未处理表面行程中点处中心油膜厚度最高提升了51.4%.表面在束油轨道宽度接近Hertz接触区宽度时集油效果最强,随着轨道宽度增加集油效果减弱.载荷对微柱束油阵列表面的集油效果影响显著,随着载荷增大轨道机械分离作用变强、毛细回流作用减弱,造成集油能力和油膜厚度下降.

离心力作用下轴承滚道润滑剂流失与定量补油数值模拟

采用自由表面薄膜流动模型,数值模拟了高速轴承壁面润滑剂在离心力作用下的流动过程,并通过外部定量补油对壁面油层厚度和润滑状态进行了调控.结果表明:高速下离心力的作用可使轴承壁面的润滑剂呈现出非线性衰退,使轴承处于乏油润滑状态;与离心力相比,由表面张力引起的润滑剂回填几乎可以忽略,需依靠外部供油对轴承壁面油层进行增补;通过调整供油时间间隔,可实现轴承壁面润滑剂流动的供失平衡;采用多次微量供油,可将壁面油层厚度和接触区润滑状态调控在一定范围内,进而使轴承处于最佳的润滑状态.