面接触油膜润滑测量系统

介绍了一种能够实现面接触油膜润滑测量的试验系统,该系统以静止的刚性滑块和旋转的透明玻璃盘组成润滑副。滑块的定位采用柔性并联机构,可进行面接触倾角的微小调节。油膜厚度测量采用多光束干涉技术。照明采用激光外部同轴照明,可有效扩大图像视场和膜厚的测量范围。利用该系统测量了恒倾角面接触薄膜润滑的膜厚特性和摩擦力特性,结果与已有理论有较好的一致性。     

定倾面接触润滑薄膜测量系统

根据面接触润滑理论研究的需要,对原有定倾角微型滑块面接触润滑薄膜测量系统进行改进与完善,设计了定倾面接触润滑薄膜测量系统。该系统在保证滑块相对于玻璃盘可调至所需倾角的前提下,为滑块增加了一个旋转的自由度,从而实现定倾角下面接触润滑油膜膜厚及摩擦力的同时测量;系统采用激光光源和外部同轴照明设备,保证了在膜厚达到微米级时依然可以获得清晰均匀的干涉图像;为系统编制伺服电机控制软件来控制电机启动和停机阶段的加速度,从而获得更规则的光强曲线,并且避免了电机启停过快导致的干涉级次的丢失。阐述了试验机系统所应用的多光束干涉法的基本原理,并对油膜厚度测量的方法进行了简述。分析了油膜膜厚和摩擦力测量的分辨率。实验研究了油膜膜厚及摩擦力随滑动速度的变化规律并与理论值进行了对比,验证了系统的稳定性。最后利用该系统测量了定倾角面接触薄膜润滑的承载特性,并同已有的理论进行了对比,对其中的差别进行了分析。     

限制空间中的弹性流体动压润滑

在经典的弹性流体动力润滑理论分析中,油膜压力的计算要满足载荷平衡条件,而这一条件并不适用于发生在限制空间中的弹流润滑,当弹流润滑发生在限制间隙中,油膜的承载力会随工作参数的变化而变化。对限制间隙条件下等温线接触弹流润滑问题进行数值分析,研究油膜厚度及压力的变化规律。结果表明:在限制间隙等温线接触弹流润滑条件下,油膜厚度及压力随速度参数以及材料参数的增加而增加,而限制间隙增加时,膜厚增加,压力减小。根据数值分析结果,拟合出限制间隙条件下的膜厚计算公式,该公式有较小的计算误差。     

变位系数对渐开线直齿圆柱齿轮的弹流润滑状态的影响

本文应用完全数值解法,分析了渐开线直齿圆柱齿轮的变位系数与轮齿间弹流(EHL)油膜厚度的关系。得出了有意义的结论,为齿轮的设计提供参考。     

脂润滑微型球轴承弹流膜厚的实验研究

采用应变片测量方法,对同一基础油不同稠化剂或同一稠化剂不同基础油的脂进行对比实验。实验结果指出,脂膜的初始膜厚比它的基础油膜厚,脂膜厚度将随使用时间的增长而逐渐减小,一直到某一稳定状态,稳定膜厚约为基础油膜的70～75%。选用脂润滑时,低速运转轴承宜选用高粘度的矿物油为基础油的脂,高速时选用低粘度合成油为基础油的脂。脂膜厚度估算公式为h_a=(0.7～0.75)h_f,式中h_f为基础油富油时理论油膜厚度。附图12幅,表1个,参考文献10篇。     

发动机滑动轴承的弹性流体润滑设计

通过用弹性流体动压润滑的理论,对发动机滑动轴承的工作状况进行定量分析,建立了发动机弹性流体润滑的计算模型与基本方程组,并给出发动机滑动轴承全弹性流体设计的应用公式。     

旋滚条件下弹流油膜的试验研究

应用光干涉方法,对旋滚条件下钢球-玻璃盘接触副形成的弹流油膜进行了试验研究.在试验中,通过调节接触副与玻璃盘旋转中心的距离即偏心距来获得不同程度的自旋分量.试验结果表明,纯滚条件下两侧缘处相等的最小油膜厚度由于自旋分量的引入不再相等,较小的最小膜厚具有较大的速度指数.侧缘处最小膜厚的速度指数大于中心膜厚的速度指数.随自旋的增加,油膜形状的非对称性增加,最小油膜厚度减小.随载荷和滚动速度的增加,自旋引起的油膜形状的非对称性增强.     

直动滚子盘形凸轮弹流润滑分析

磨损是直动滚子盘形凸轮机构的主要失效形式之一,润滑形态是影响凸轮磨损的主要因素,利用弹流润滑理论,探讨直动滚子盘形凸轮机构的最小油膜厚度及其膜厚比的计算,为凸轮的摩擦学优.化设计提供参考.     

轧机油膜轴承润滑系统设计浅析

介绍油膜轴承润滑系统的系统组成和设计计算。     

限制间隙条件下的点接触EHL特性分析

在经典的弹性流体动力润滑理论中,两接触体处于开放的空间中,其相对位置由施加的外载决定,即油膜压力的计算要满足载荷平衡条件。而当弹流润滑发生在限制空间中时,如滚动轴承中的润滑,接触体的相对位置受系统的约束,传统弹流理论并不能用于该工况下的润滑特性预测。本文对限制间隙条件下等温点接触弹流润滑问题进行了数值分析,研究了速度参数、材料参数和刚性间隙H00对油膜厚度和承载力影响。根据计算结果,回归出新的承载力以及膜厚计算公式。另外,对限制间隙条件下的润滑油膜特性进行了试验观察,将结果与数值分析进行了对比。     

基于推力轴承结构的润滑膜厚与摩擦因数测量系统

开发一种基于推力轴承结构的润滑膜厚与摩擦因数测量系统。该测量系统在较低速度下可实现膜厚与摩擦因数的同步测量,在较高速度下可通过保持架固定和玻璃盘回转模式实现润滑油膜测量,通过保持架自由回转和玻璃盘固定模式实现摩擦因数的测量。通过测量不同载荷下的润滑油膜厚度随速度变化曲线,以及与单点接触的测量结果进行定量对比,验证了该测量系统的可靠性。测量得到的摩擦因数曲线表明了滚动体打滑现象的存在。该测量装置为润滑剂特性和滚动轴承润滑特性研究提供了一种评价方法。     

表面速度异向下的点接触润滑油膜试验机研制及膜厚测量

弹流润滑领域中,润滑油膜的形态、厚度、摩擦力是研究接触区润滑状态,探究润滑机制极为重要的信息。研制表面速度异向下的点接触润滑油膜试验机,该试验机以多光束干涉法作为测量手段,结合弧形轨道实现接触副表面速度夹角的变化;使用旋转系统将接触副系统摩擦力转变为压力,利用高精度压力传感器及摩擦力合力公式,实现表面速度异向下的点接触摩擦力测量和计算。在限量供油条件下对表面速度异向的点接触润滑油膜形态与膜厚进行了观测,探究速度夹角对乏油状态改善及油膜形态变化的影响。结果表明：改变接触副表面速度方向,入口油池得到改善,中心膜厚增加。     

Basics of EHL for practical application

Elastohydrodynamic lubrication (EHL) is present in all lubricated components whose elements roll together, including gears, rolling bearing, cams and constant velocity joints. These are characterised by having very localised and thus very high pressure contact, of order 1 to 3 GPa, between the elements. Two important practical properties of EHL contacts are the lubricant film thickness and the friction, and lubricant and machine designers and users need to be able to predict both of these. In principle, they can be determined from full numerical solution of the elastohydrodynamic problem. However, this is quite difficult and time‐consuming and requires detailed knowledge of the rheology of the lubricant film at high pressure and shear rate. This paper is aimed at practising engineers and describes alternative approaches, i.e. how EHL can be applied to predict film thickness and friction in practical applications. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

滚动轴承弹流油膜测试仪的研制与应用

利用阻容振荡原理,通过电路参数优化,研制出一台滚动轴承弹流油膜厚度测试仪。仪器的分辨率为３．５Ｈｚ／ｐＦ,测量范围为０￣２．２ｎＦ。仪器在全膜弹流润滑时可定量测量弹流膜厚;在部分膜时可根据振荡波形分析非金属时间接触率。利用仪器实测某惯性轮轴承的弹流油膜厚度,并考虑热和乏油的影响,对轴承的弹流油膜厚度进行理论计算,实测结果与理论计算结果基本一致。     

考虑惯性力的无限长线接触热弹流润滑数值分析

运用一种新的数值方法研究了油润滑条件下无限长线接触热弹流润滑在考虑惯性力这一因素时,油膜厚度、压力和温度的变化情况,结果表明惯性力对油膜的压力、膜厚以及温度的影响不大.     

变速点、线接触副弹流润滑油膜的观测

应用光干涉方法,在自制的光弹流试验机上分别对纯滚动条件下点接触和线接触形成的弹流油膜进行变卷吸速度实验,并进行油膜测量。结果表明,在卷吸速度为零时都有封油现象的出现。随着卷吸速度的增加,油膜厚度增加,点接触形成的弹流油膜具有典型的马蹄形特征,线接触形成的弹流油膜在接触区端部有类似点接触的马蹄形收缩。要达到同样的最大赫兹接触压力,施加在线接触实验上的载荷要比施加在点接触实验上的载荷大40倍左右。     

弹性流体动力脂润滑光干涉试验台的研制

由于弹流润滑的接触区域小、润滑膜厚度薄,且由于润滑脂的非线性黏塑性和强烈的非牛顿性,使得弹流脂润滑的润滑膜厚度测量及实验研究十分困难。基于光干涉测量润滑膜厚度的基本原理,研制出一种弹性流体动力脂润滑的光干涉试验台,并设计其机械传动装置、图像采集装置、供脂及加载装置。在该光干涉试验台上进行白光干涉和单色光干涉试验,Hertz干接触及弹流脂润滑试验。结果表明,该光干涉试验台采集的图像清晰稳定;采用单色光干涉试验比白光干涉试验获得的条纹更加清晰,且测量范围更大。理论计算与实验测量结果一致,表明该试验台可用于弹流脂润滑的实验研究。     

N次谐波凸轮-挺柱副的润滑特性分析

将线接触弹流润滑理论应用于发动机配气机构,计算了某N次谐波凸轮-挺柱副润滑的稳态最小膜厚、膜厚比等参数,分析了凸轮．挺柱副稳态润滑在设计转速下随凸轮转角的变化特征,比较和讨论了发动机转速变化对润滑性能的影响。结果表明,凸轮桃尖区多为部分弹流润滑状态和边界润滑,工作段其它部分多为部分弹流、完全弹流和动力润滑状态。曲轴转速提高一般情况下对增加稳态最小膜厚有利,但由此导致的载荷波动量增加对最小膜厚的稳定性不利,从而使表面摩擦和磨损的可能性增加。     

滚柱轴承离合器油膜厚度的计算

利用弹性流体动力润滑理论对滚柱轴承离合器的油膜厚度进行了分析,给出了最小油膜厚度的计算公式,进行了实例计算,为滚柱轴承离合器的设计和在制造精度上对其进行严格控制,提高其疲劳寿命和可靠性提供了理论依据。     

基于电容法与光干涉法相结合的油膜测量方法

通过将电容法膜厚测量仪耦合在球-盘点接触光干涉试验台上,搭建油膜厚度测量装置。通过对目标球-盘接触副采取合理的导电措施以及台架绝缘设施来保证润滑油膜电信号的提取,该装置可实现相同工况下膜厚度值及其相应的电信号(如油膜分压值和电容值)。在纯滚动接触情况下,分别对油润滑和脂润滑下的油膜进行测量,得到光干涉膜厚、油膜分压值和电容值随随卷吸速度的变化规律,并分析接触副电容随膜厚的变化。结果显示,随卷吸速度的增加光干涉膜厚升高而油膜分压值和电容值减小,电容值随着膜厚的增加而逐渐降低。实验结果初步验证了该测量系统的可行性,可为后续实际接触副内润滑状态的评估提供方案。