考虑膜厚修正的脂润滑球轴承弹流润滑分析

作     者：张伟业 张长 蒋紫阳 倪文钧 廖富强 

作者机构：青海大学机械工程学院 

出 版 物：《机械传动》 (Journal of Mechanical Transmission)

年 卷 期：2024年

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：青海省科技计划项目(2023-ZJ-735) 

主　　题：脂润滑 椭圆接触 膜厚修正 弹流润滑 

摘      要：针对脂润滑滚动球轴承，研究了椭圆点接触脂润滑弹流润滑中膜厚和压力变化等润滑特性。首先，基于润滑脂的Herschel-Bulkley流变模型，构建弹流脂润滑数值分析模型，模型包括润滑脂本构方程、雷诺方程、膜厚方程、黏压方程、密压方程、载荷平衡方程；然后，根据本文提出的一种Hamrock-Dowson膜厚公式的修正方法，将修正后的膜厚公式应用于模型中膜厚的计算和修正部分；最后，应用直接迭代法对模型进行数值求解，分析不同的流变指数、椭圆率、卷吸速度和载荷对润滑脂膜厚和压力的影响，同时，对比了同一椭圆率、卷吸速度和载荷条件下牛顿流体的膜厚和压力变化趋势。结果表明，考虑了膜厚修正的模型求解结果更贴近试验数据；且随着卷吸速度和流变指数减小，脂膜厚度减小，脂膜压力在接触区越接近最大Hertz压力；随着椭圆率增大，脂膜压力峰值明显减小，脂膜厚度略微上升；相比于牛顿流体，载荷和卷吸速度对脂润滑的润滑膜厚和压力分布的影响较小。