急停冲击对滚子副弹流润滑影响

采用光干涉技术在自行研制的有限长线接触油膜厚度测量试验台上测量滚子副急停过程的弹流油膜,讨论载荷影响;用多重网格技术对滚子副急停过程弹流润滑问题进行数值仿真。结果表明,滚子副急停过程产生的冲击与载荷密切相关,滚子副中油膜形状及厚度随载荷不同发生变化;由定性对比知理论与试验结果吻合较好。急停引起的冲击对滚子副润滑性能有一定影响。

纵向表面粗糙度对滚子副乏油润滑性能的影响

对全膜及乏油条件下纵向粗糙度滚子副弹流润滑问题进行了求解。结果表明,滚子接触副中部与端部的润滑特性不同,由于端部效应的存在,其端部油膜厚度远低于中部。表面粗糙度会引起油膜厚度及压力的波动,在纯滚动条件下,油膜波动的波长等于粗糙度的波长,而幅值大于粗糙度的幅值。表面粗糙度会降低油膜厚度,尤其在乏油润滑条件下。供油膜厚越小,滚子接触副越容易乏油。在一定供油量下,表面粗糙度的幅值越大,波长越小,对滚子副的润滑越不利。

滚子副温度对润滑性能的影响

针对工作环境、温度变化较大的机械装备中滚子副温度与供油温度的差异,提出处理滚子副温度与供油温度不同时热弹流润滑问题的方法。压力的求解采用多重网格法,膜厚的求解采用多重网格积分法,温度的求解采用逐列扫描技术,给出有限长线接触热弹流润滑问题的完全数值解。研究滚子副温度与供油温度相同和不同时滚子副的润滑特性,讨论滚子副温度、滑滚比和速度参数对齿轮、滚动轴承等机械零件润滑性能的影响。结合滚子副温度高于或低于供油温度的实例,与常规润滑(滚子副温度与供油温度相同)结果进行比较。结果表明,润滑膜厚度取决于滚子副温度而非供油温度。滑滚比对油膜压力与厚度影响不大,但对油膜温度影响显著。与低速相比,高速条件下滚子副温度对中心油膜温度的影响较弱,而对油膜厚度的影响较大。

滚子副润滑状态转变的光干涉试验研究

利用光干涉测量技术,测量了滚子-盘有限长线接触副的润滑油膜形状和厚度,研究了滚子副的润滑状态随载荷、速度转变的规律。结果表明,接触区卷吸速度增加或载荷减小,使得滚子-盘接触副润滑状态逐渐由弹流润滑转变为流体动力润滑,且在两种润滑状态转变过程中存在过渡状态;由载荷变化引起流体动力润滑状态转变为弹流润滑状态过程中,接触区表面发生了弹性变形,使得接触区的油膜厚度增加。速度变化使滚子-盘接触处于流体动力润滑状态时,油膜出口颈缩消失,最小膜厚位置由出口颈缩处移至接触区中心,油膜光干涉图关于滚子轴线对称。

表面划痕对滚子副润滑状态的影响

基于试验中观察到的滚子表面划痕现象,采用数值方法研究了不同供油条件下,划痕对滚子副润滑性能的影响,并与已有试验进行了比较,讨论了划痕长度和深度的影响.结果表明,划痕会影响滚子副的油膜压力和厚度,使得划痕中心油膜压力减小,膜厚增加;同时,划痕边缘处油膜压力增大,膜厚减小.供油层厚度越小,即乏油程度越严重,划痕边缘处的油膜压力及其梯度越大,膜厚越小.划痕越长,划痕越深,划痕中心的油膜压力越低,而膜厚越大.因此,划痕虽增大了滚子副划痕中心的膜厚,降低其压力,但同时增大了划痕附近的压力,减小了膜厚,在乏油条件下尤其如此,因此,划痕会加速滚子副的局部磨损.

滚子歪斜对滚子副润滑性能的影响

为研究圆柱滚子副中的滚子歪斜效应,建立滚子的竖直歪斜和水平歪斜2种弹流润滑模型。求得滚子竖直歪斜时等温条件下有限长线接触润滑问题的完全数值解,分析滚子竖直歪斜角和滚子端部圆角半径对滚子副润滑性能的影响,并将竖直歪斜滚子副润滑的理论结果与试验结果进行比较;利用坐标变换法求得滚子水平歪斜条件下的弹流数值解,分析滚子水平歪斜角对膜厚和压力的影响,并给出了相应的试验结果。结果表明,滚子的竖直歪斜极易引起滚子偏磨,但通过滚子端部修形可缓解油膜压力及厚度沿接触线长度分布不均的程度;滚子一定范围内水平歪斜会导致接触区油膜厚度和压力变化,尤其油膜出口颈缩和第二压力峰变化明显;与滚子水平歪斜相比,滚子的竖直歪斜对润滑更为不利。

波动供油条件下滚子副润滑性能分析

基于工程实际的供油条件,提出一种特殊的供油函数,对滚子副弹流润滑问题进行求解,定性模拟滚子副的特殊乏油现象,并分析供油函数中的参数与润滑油膜厚度和压力的关系。结果表明:供油油膜的波动导致滚子副接触区相应的压力、膜厚及部分油膜比例分布中也出现波动;随着乏油情况的加剧,供油波动对滚子副接触区的影响更大,使润滑效果更差;在一定的供油量下,波动供油的油膜波长越小,幅值越小,对乏油滚子副的润滑性能越有利。

基于Fluent的内曲线液压马达滚子副油膜温度特性分析研究

针对内曲线径向柱塞式液压马达滚子副静压支承油膜温升问题,以降低静压支承油膜温升、提高马达的动态使用特性及使用寿命为目的,对柱塞滚子组件的油槽结构进行初步优化设计,基于L 9(34)正交试验,以温升作为评价指标,利用Fluent软件对9组不同结构参数的模型进行数值计算,并采用极差分析法处理试验结果,得到油槽结构参数的最佳组合。试验结果表明:油槽长度对温升的影响最为显著。在马达正转时优化后的油膜温升下降了16.315 K,在马达反转时优化后的油膜温升下降了13.185 K,达到优化目标,为静压支承油膜结构优化提供了一定的理论支持。

考虑弹性模量变化的线接触滚子副微观热弹流润滑分析

作为金属材料重要的性能参数,弹性模量会随着温度变化而变化。然而,在热弹流润滑研究分析中一直把弹性模量取成常数,计算结果必定存在误差。以无限长线接触滚子副为研究对象,将固体弹性模量随温度的变化关系引入热弹性流体动压润滑理论,结合热弹性力学理论和热力转换原理,同时考虑随机粗糙度的影响,给出了热弹流润滑数值计算方法。计算中增加了弹性模量场的求解,设置了弹性模量场的收敛精度,通过算例进行了计算,分析了考虑弹性模量变化前后载荷变化对油膜压力和膜厚的影响。研究内容可以为弹流润滑分析和材料特性研究提供理论基础。

偏载滚子副等温弹流润滑分析

基于偏载滚子与无限大平面间形成的有限长线接触模型,考虑滚子力矩平衡,利用多重网格法与多重网格积分法对其弹流问题进行数值求解;给出在润滑条件下偏载角、速度、载荷与载荷偏距和力矩之间的关系,比较偏载滚子副在不同的偏载角、速度、载荷等工况条件下油膜压力与厚度分布的差异。结果表明:偏载角越大,滚子承载端润滑特性越差;在偏载角一定的情况下,高速可以在一定程度下改善偏载的影响;载荷越大,载荷偏距越小,但过大的载荷会使油膜厚度减小、压力升高,从而使润滑失效。

内燃机凸轮-滚子接触副时变非牛顿润滑分析

建立了内燃机凸轮-滚子副非牛顿时变乏油润滑模型,用膜厚比讨论每个凸轮旋转角度的润滑状态。首先,研究滚子打滑情况下接触副的润滑问题,分析了不同滑滚比对膜厚比的影响,发现滑滚比越大,膜厚比小于1.5的凸轮旋转角度越多。讨论了供油膜厚对膜厚比的影响,获得了膜厚比大幅下降的临界供油膜厚。最后,考虑实际工作温度下润滑油黏度的变化,探究了不同黏度对润滑状态的影响,发现黏度为0.01 Pa·s时,部分角度的润滑状态进入边界润滑,且某些工况下摩擦系数随润滑油黏度降低而逐渐降低。

滚子摩擦副弹流润滑特性及其应用 Ⅱ.工程对数滚子的弹流数值解

通过等温富油工况下滚子摩擦副弹流数值解研究表明,工程对数滚子具有良好的润滑特性,轻载时呈现大椭圆比点接触的特征,最小油膜厚度出现在中部,轴向油膜形状和压力分布比较均匀.载荷增大端部出现闭合效应,油膜压力局部升高,形成的封油作用使中部油膜略微增厚,最小油膜厚度转移至端部,厚度减小;

滚子摩擦副弹流的闭合效应

以基于Ｊａｃｏｂｉ松弛迭代过程的改进的顺解法研究滚子摩擦副的弹流特性，揭示了摩擦副端部的闭合效应，它使最小油膜厚度出现在端部出口区，并形成油膜压力峰，端部的润滑特性对摩擦副的几何特性十分敏感，给出的工程对数设计展示了良好的弹流润滑特性。

滚子丝杠副的原理分析

本文分析了滚子丝杠副的运动原理及啮合原理，推导出参数计算公式并由啮合原理求出了滚子的空间螺旋面方程。

尺寸效应对工业链传动中润滑行为的影响

为模拟工业链传动中不同型号的套筒和销轴间发生的润滑行为,作者分别进行了实验和理论研究。通过光干涉实验,得到了不同尺寸滚子–盘有限长线接触副的润滑油膜厚度及形状的变化;通过多重网格算法对有限长线接触进行了数值仿真。实验和理论均表明:滚子直径增大,润滑油膜厚度升高。实验结果还揭示当滑动速度增加时,接触区宽度变窄,油膜厚度逐步增加。