加载条件下零卷吸凹陷油膜分布的试验研究

为探究加载过程中零卷吸工况下油膜的变化情况,使用球-盘光干涉试验机进行PAO100润滑油润滑下的摩擦实验。实验过程中通过伺服电机驱动钢球和蓝宝石盘以等值反向速度稳定转动,同时匀速加载;采用工业相机拍摄球-盘之间的油膜图像,实验后使用双光干涉法测量接触区中截面油膜厚度。实验发现:在加载情况下,当表面速度较低时且载荷较小条件下,油膜规律性不强,只有当载荷增加到一定程度,“温度-黏度楔”效应才会起作用,形成中央凹陷油膜;中央凹陷出现的时间随着表面速度的增加而提前;在速度较高条件下,中央小凹陷会迅速演化为大凹陷;与稳态结果的对比显示,时变效应会延迟“温度-黏度楔”效应的作用。

纯滑动条件下急停对表面凹陷现象的影响

在光干涉球-盘试验机上研究在不同速度和载荷条件下,"温度-黏度楔"凹陷油膜在急停过程中向挤压凹陷油膜的转化情况,并使用双光干涉图像处理软件对油膜中截面膜厚进行测量。为获得"温度-黏度楔"凹陷,实验中使用一种黏度较高的润滑油。实验结果表明:急停过程可分为2个过程,即速度急剧减小的过程和速度为0的过程,在速度为0阶段初期,油膜的变化由"温度-黏度楔"效应和挤压效应共同作用;"温度-黏度楔"效应延长了油膜的存在时间,但最终此效应消失,油膜的变化完全由挤压效应所控制;随着载荷的增加,接触区内封油量增加,油膜厚度增加;随速度的降低,1个凹陷会先变成2个,再变成1个,最后也被保持在接触区中,并随停止时间的延长而逐渐消失。

表面粗糙峰/谷对大滑滚比线接触热弹流润滑接触的影响

假设在一个表面上存在单个粗糙峰或粗糙谷,采用数值分析方法研究大滑滚比下粗糙表面对线接触热弹流润滑接触的影响。研究发现:粗糙峰和粗糙谷造成油膜压力、膜厚和温升曲线的局部波动,其中压力的波动最为明显;在滑滚比较小时,粗糙峰和粗糙谷对压力、膜厚和温升曲线的影响较大,随着滑滚比的增加,影响逐渐降低;随着滑滚比的增加,粗糙峰幅值增加对压力、膜厚和温升曲线造成的波动也逐渐减弱。研究结果对于揭示滚珠丝杠或无保持架轴承等的润滑油膜形成和失效有重要意义。