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UHMWPE复合材料水润滑轴承润滑状态转变性能研究

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润滑与密封 2022年第5期47卷 98-104页

作者：王艳真王晔钟涛尹忠慰中国船舶及海洋工程设计研究院上海200011 上海交通大学设计学院上海200240

水润滑轴承润滑介质的黏度较低,轴承动压润滑难以形成。研究水润滑轴承润滑状态转变特性,可为水润滑复合材料轴承的设计和优化提供依据。建立水润滑轴承流固耦合计算模型,研究轴承承载力、水膜压力、轴承变形量随工况的变化关系,提出水... 详细信息

水润滑轴承润滑介质的黏度较低,轴承动压润滑难以形成。研究水润滑轴承润滑状态转变特性,可为水润滑复合材料轴承的设计和优化提供依据。建立水润滑轴承流固耦合计算模型,研究轴承承载力、水膜压力、轴承变形量随工况的变化关系,提出水膜厚度测试方法,研究轴承摩擦因数、水膜厚度随转速、负载的变化规律。研究结果表明:随偏心率和转速增大,轴承承载力、最大水膜压力和最大变形量均逐渐增大;随转速增大,轴承承载力、最大水膜压力和最大变形量的增幅逐渐减小。试验发现随着负载增大,改性UHMWPE轴承从混合润滑向动压润滑转变的膜厚比逐渐减小。

关键词： UHMWPE 水润滑轴承润滑状态动压润滑

滑滚条件下定量润滑状态与润滑剂回填效应试验观察

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摩擦学学报 2021年第1期41卷 9-16页

作者：江楠栗心明杨萍郭峰青岛理工大学机械与汽车工程学院山东青岛266520

采用球-盘点接触光干涉油膜与摩擦力测量装置观察了滑滚条件下接触区润滑状态与润滑剂回填效应.结果显示,在定量供油和恒定滑滚比下,不同供油量使接触区呈现出从边界润滑状态向弹流润滑状态的不同转化趋势,非接触回填机制是其诱因;在恒... 详细信息

采用球-盘点接触光干涉油膜与摩擦力测量装置观察了滑滚条件下接触区润滑状态与润滑剂回填效应.结果显示,在定量供油和恒定滑滚比下,不同供油量使接触区呈现出从边界润滑状态向弹流润滑状态的不同转化趋势,非接触回填机制是其诱因;在恒定卷吸速度下,随着滑滚比从负值向正值变化,入口距离减小、乏油宽度增加,接触区两表面润滑剂回填时间的差别是其主要原因;完全乏油条件下,接触回填机制对局部润滑油膜建立发挥明显作用.

关键词：滑滚比定量润滑乏油润滑剂回填润滑状态

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大偏心下滑动轴承热弹流润滑状态及特性

润滑与密封 2023年第5期48卷 7-15页

作者：鲍建桥郭红李瑞珍张绍林郑州大学机械与动力工程学院河南郑州450001

滑动轴承在大偏心条件下工作时,热效应及弹性变形使得油膜润滑状态发生变化,进而影响摩擦特性。为此建立耦合轴瓦弹性变形、轴颈轴瓦粗糙峰接触、油膜温度分布及黏温-黏压关系的滑动轴承混合润滑模型,采用有限差分法求解得到不同工况下... 详细信息

滑动轴承在大偏心条件下工作时,热效应及弹性变形使得油膜润滑状态发生变化,进而影响摩擦特性。为此建立耦合轴瓦弹性变形、轴颈轴瓦粗糙峰接触、油膜温度分布及黏温-黏压关系的滑动轴承混合润滑模型,采用有限差分法求解得到不同工况下油膜压力场、温度场分布,分析热效应及弹性变形对润滑状态转变及轴承各特性参数的影响;搭建实验台测量试件内表面温度分布,测试结果验证了计算模型的正确性。结果表明:大偏心时热效应和弹性变形使得油膜润滑状态出现转化;粗糙峰的接触使摩擦热增加,且在最小油膜处形成温度峰值;热效应和轴瓦弹性变形使得接触压力峰值集中在轴承两端,承载能力和摩擦力均有所下降。

关键词：热效应弹性变形大偏心润滑状态混合润滑

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低速大偏心滑动轴承润滑状态转变及特性分析

机械传动 2022年第1期46卷 137-142页

作者：张洪彬郭红李瑞珍王鸿涛郑州大学机械与动力工程学院河南郑州450001

以动压滑动轴承为研究对象,建立了完全流体润滑模型和混合润滑模型。采用有限差分法进行数值求解,得到摩擦阻力、摩擦因数、承载力和端泄油温升等特性参数;通过膜厚比和摩擦因数判断轴承所处润滑状态,分析润滑状态转变后表面粗糙度对轴... 详细信息

以动压滑动轴承为研究对象,建立了完全流体润滑模型和混合润滑模型。采用有限差分法进行数值求解,得到摩擦阻力、摩擦因数、承载力和端泄油温升等特性参数;通过膜厚比和摩擦因数判断轴承所处润滑状态,分析润滑状态转变后表面粗糙度对轴承特性的影响;并基于M2000型摩擦磨损实验机进行了混合润滑状态摩擦副跑合实验。结果表明,低转速下增大偏心率,轴承润滑状态从完全流体润滑转变为混合润滑,且综合表面粗糙度越大,润滑状态转变所需偏心率越小;混合润滑状态粗糙峰接触可以提高承载力,但导致轴承摩擦阻力和端泄油温升迅速升高;大偏心下实验结果与混合润滑理论计算结果基本一致。

关键词：混合润滑润滑状态滑动轴承表面粗糙度

基于运行工况的三峡升船机齿轮齿条载荷与润滑状态分析

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机械传动 2023年第3期47卷 86-93页

作者：陈卓师陆冰冯盼盼李学飞陈林刘忠明郑州机械研究所有限公司河南郑州450001 长江三峡通航管理局湖北宜昌443000

三峡升船机齿轮齿条属低速重载开式硬齿面齿轮传动,一旦润滑不良极易产生齿面胶合等损伤,影响升船机运行的安全性和可靠性。根据三峡升船机的实际运行数据,采用油膜厚度准则系统分析了各种典型工况下齿轮齿条的润滑情况,推导了匀速工况... 详细信息

三峡升船机齿轮齿条属低速重载开式硬齿面齿轮传动,一旦润滑不良极易产生齿面胶合等损伤,影响升船机运行的安全性和可靠性。根据三峡升船机的实际运行数据,采用油膜厚度准则系统分析了各种典型工况下齿轮齿条的润滑情况,推导了匀速工况时船厢误载水深与膜厚比之间的关系,计算了典型误载水深下润滑状态最危险啮合点的膜厚比;确定了船厢变速时齿轮齿条最差的润滑状态,分析了变速运行典型工况下的润滑状态与船厢水深的相关关系,进一步确定了较易产生胶合损伤的位置。结果表明,升船机匀速运行时,厢内水位处于最佳水位时,齿轮齿条的润滑状态最好;偏离最佳水位时,膜厚比随误载水深呈λ∝±Δh^(-0.13)的幂函数形式下降;齿轮齿条处于最危险啮合点时,齿轮齿根与齿条齿顶相接触且在大误载水深下齿面间的润滑状态更为恶劣;升船机变速运动时,润滑状态较差的工况为船厢水深为3.6 m时的上行加速和下行减速;因齿条上齿面接触频率高、润滑状态较差,发生胶合损伤的风险更高。

关键词：三峡升船机齿轮齿条胶合油膜厚度润滑状态

基于声发射信号信息熵距的滑动轴承润滑状态诊断

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动力工程学报 2019年第2期39卷 110-115页

作者：谭浩宇卢绪祥张浩李焜林蒋亚迪长沙理工大学能源与动力工程学院长沙410114

为了有效判断滑动轴承润滑状态,防止滑动轴承故障引起的重大事故,提出一种基于信息熵和信息熵距的滑动轴承润滑状态诊断方法。通过300 MW汽轮机发电机组转子试验台对滑动轴承的干摩擦、边界摩擦和液体摩擦3种润滑状态进行了模拟,并获取... 详细信息

为了有效判断滑动轴承润滑状态,防止滑动轴承故障引起的重大事故,提出一种基于信息熵和信息熵距的滑动轴承润滑状态诊断方法。通过300 MW汽轮机发电机组转子试验台对滑动轴承的干摩擦、边界摩擦和液体摩擦3种润滑状态进行了模拟,并获取其声发射信号。利用信息熵距方法分析这些声发射信号,通过信息熵距图有效区分滑动轴承的3种润滑状态,保证了滑动轴承的运行性能和安全性。结果表明:加入时-频联合域的信息熵距诊断方法在诊断准确性上要优于仅加入时域和频域的熵距方法。

关键词：滑动轴承润滑状态声发射信息熵信息熵距

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不同润滑状态下表面润湿性的摩擦学特性研究

摩擦学学报 2018年第6期38卷 665-672页

作者：王权岱李志龙郭兵兵蔡兴兴李鹏阳李言西安理工大学机械与精密仪器工程学院陕西西安710048

本文中以锡青铜为基底,采用纳秒紫外激光制备了具有微观粗糙结构的超疏水表面和亲水表面,利用扫描电子显微镜和接触角测量仪对所制备的微观结构和表面润湿性进行了表征,并通过XPS测试对所制备的样片表面润湿性转变的机理进行了分析,通过... 详细信息

本文中以锡青铜为基底,采用纳秒紫外激光制备了具有微观粗糙结构的超疏水表面和亲水表面,利用扫描电子显微镜和接触角测量仪对所制备的微观结构和表面润湿性进行了表征,并通过XPS测试对所制备的样片表面润湿性转变的机理进行了分析,通过UMT-2型摩擦磨损试验机测试了在边界润滑及流体动压润滑状态下的摩擦系数,研究表面润湿性对摩擦学特性的影响.研究结果表明:材料表面润湿性在不同润滑状态下对摩擦学特性有显著的影响;在边界润滑状态下,亲水表面的摩擦学特性优于疏水表面,平均摩擦系数相对减少6.79%;在流体动压润滑状态下,疏水表面的摩擦学特性优于亲水表面,摩擦系数相对减少了10%.

关键词：润湿性锡青铜纳秒激光超疏水摩擦学特性润滑状态

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滑动速度对织构化表面润滑状态的影响

中南大学学报（自然科学版） 2015年第12期46卷 4442-4447页

作者：万轶李建亮熊党生南京航空航天大学金城学院机电工程系江苏南京211156 南京理工大学材料科学与工程学院江苏南京210094

为了研究滑动速度对织构化摩擦副的润滑状态的影响,采用Nd：YAG固体脉冲激光对GCr15钢盘表面进行织构化处理,形成直径约150μm、深度约30~40μm的环形排列的微孔。在摩擦试验机上对Al_2O_3陶瓷球/GCr15钢盘进行摩擦学性能测试,并基于Str... 详细信息

为了研究滑动速度对织构化摩擦副的润滑状态的影响,采用Nd：YAG固体脉冲激光对GCr15钢盘表面进行织构化处理,形成直径约150μm、深度约30~40μm的环形排列的微孔。在摩擦试验机上对Al_2O_3陶瓷球/GCr15钢盘进行摩擦学性能测试,并基于Stribeck曲线和弹流理论研究滑动速度对织构化表面润滑状态的影响。研究结果表明：在油润滑条件下,试样的摩擦因数随滑动速度的增大而减小。当滑动速度大于2 m/s,润滑状态从混合润滑逐渐进入到流体润滑区域;而经过织构化处理的配副能在较低的速度下实现由混合润滑向流体润滑状态过渡。根据磨损形貌比对可以看出：在流体润滑状态下,织构可以增加摩擦配副间的润滑膜厚度,使流体产生额外动压,提高油膜承载能力,减少磨痕宽度。

关键词：表面织构滑动速度膜厚比润滑状态

大偏心滑动轴承润滑状态及热弹流特性理论和实验研究

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大偏心滑动轴承润滑状态及热弹流特性理论和实验研究

作者：鲍建桥郑州大学

学位级别：硕士

滑动轴承作为重要的支撑零件广泛应用于旋转机械中,重型设备中轴承往往工作在大偏心工况下,油膜厚度减小,当与轴承表面粗糙度大小相近时,极易出现粗糙峰的接触,从而使轴承处于混合润滑状态。与此同时,轴承弹性变形及润滑油热效应也会影... 详细信息

滑动轴承作为重要的支撑零件广泛应用于旋转机械中,重型设备中轴承往往工作在大偏心工况下,油膜厚度减小,当与轴承表面粗糙度大小相近时,极易出现粗糙峰的接触,从而使轴承处于混合润滑状态。与此同时,轴承弹性变形及润滑油热效应也会影响润滑状态及摩擦特性。因此,有必要对大偏心工况下滑动轴承混合润滑热弹流特性开展研究,为重载滑动轴承设计提供有益的参考。本文以大偏心工况下滑动轴承为研究对象,对其润滑特性开展系统的理论分析与实验研究。主要研究内容为:基于流体润滑理论建立了耦合平均流量广义雷诺方程、油膜能量方程及轴瓦热传导方程的混合润滑热弹流特性分析模型,该模型考虑了热效应、轴承弹性变形、粗糙峰接触及黏温-黏压关系因素的影响。在此基础之上,建立了计入轴颈倾斜的数学模型,分析其对轴承特性的影响。采用有限差分法对数学模型离散,编写C语言程序并计算,得到不同工况下油膜压力场、接触压力及温度场分布;分析了热效应、弹性变形及轴颈倾斜等因素对润滑状态转变及轴承特性的影响规律;基于改进的HS-A型液体动压滑动轴承实验台,搭建了温度测量装置,测量不同润滑状态下温度与承载特性,验证理论模型的合理性。理论与实验结果表明:(1)热效应和轴颈倾斜使轴承更易出现混合润滑;弹性变形的作用减小了粗糙峰的接触载荷。(2)滑动轴承处于大偏心工况时,粗糙峰的接触使摩擦热增加,且在最小油膜处形成温度峰值;热效应和轴承弹性变形使得接触压力峰值集中在轴承两端,承载能力和摩擦力均有所下降。(3)轴颈倾斜使轴承的压力场、温度场、油膜厚度和弹性变形量沿轴向呈非对称分布,且存在明显的端面效应;在一定范围内,随着倾斜角度的增大,摩擦力和端泄流量明显增大。(4)实验研究中,载荷较大时轴承处于混合润滑状态,升高转速和载荷时润滑油相应的压力和温度值会增大,最小油膜厚度附近温度值较高。理论计算与实验结果趋势一致,吻合度较好。

关键词：滑动轴承润滑状态混合润滑热效应弹性变形轴颈倾斜