推力軸承作為一種重要的機(jī)械零部件,其工作性能的優(yōu)劣對(duì)機(jī)械設(shè)備的工作效率和安全性有著顯著影響。推力軸承在服役過(guò)程中,特別是在苛刻工況下,軸承表面得不到有效潤(rùn)滑,導(dǎo)致摩擦劇烈,易發(fā)生磨、燒瓦問(wèn)題。為有效改善推力軸承表面的摩擦學(xué)特性、延長(zhǎng)其使用壽命,本課題將表面織構(gòu)化技術(shù)應(yīng)用于推力軸承,在扇形瓦表面入口區(qū)制備圓弧槽織構(gòu)。通過(guò)理論分析和試驗(yàn)相結(jié)合的方法,研究圓弧槽織構(gòu)幾何參數(shù)對(duì)推力軸承油膜承載力的影響規(guī)律,并探究其潤(rùn)滑減摩機(jī)理。首先,依據(jù)推力軸承幾何結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和服役條件,基于質(zhì)量守恒空化邊界條件,建立圓弧槽局部織構(gòu)化推力軸承潤(rùn)滑理論模型。采用多重網(wǎng)格法求解潤(rùn)滑油膜膜壓分布和承載力,并據(jù)此分析圓弧槽織構(gòu)幾何參數(shù)和分布規(guī)律對(duì)油膜承載力的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明:在推力軸承扇形瓦的入口區(qū)設(shè)置局部圓弧槽織構(gòu),在沿運(yùn)動(dòng)方向上形成了收斂的楔形間隙,從而使油膜產(chǎn)生額外的承載能力,其作用類似于Reyleigh階梯軸承和可傾瓦推力軸承。通過(guò)優(yōu)化圓弧槽織構(gòu)的幾何參數(shù)和分布規(guī)律,能有效提高軸承表面的油膜承載力。其次,為主動(dòng)設(shè)計(jì)局部圓弧槽織構(gòu),以45鋼材料為靶材,系統(tǒng)開(kāi)展局部圓弧槽織構(gòu)激光成形工藝性試驗(yàn)研究,分析激光加工... 

【文章來(lái)源】：江蘇大學(xué)江蘇省

【文章頁(yè)數(shù)】：78 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

動(dòng)植物表面微形貌

的表面織構(gòu)形貌特征在任何工況下都能提高潤(rùn)滑性能，相反，有些微形貌會(huì)降低表擦學(xué)性能。為了充分揭示表面織構(gòu)潤(rùn)滑減摩機(jī)理，科研工作者依據(jù)表面粗糙度與油度關(guān)系劃分了四種潤(rùn)滑狀態(tài)：干摩擦、邊界潤(rùn)滑、混合潤(rùn)滑、流體潤(rùn)滑，根據(jù)不同狀態(tài)總結(jié)歸納出表面織構(gòu)的潤(rùn)滑減摩機(jī)理：（1）在干摩擦狀態(tài)下，無(wú)潤(rùn)滑介質(zhì)，對(duì)偶件直接接觸，易產(chǎn)生磨屑或磨粒，微或凹槽織構(gòu)可以收集磨屑、磨粒，從而有效改善磨粒磨損和犁溝作用。此外，織構(gòu)降低了實(shí)際接觸面積，緩解了應(yīng)力集中，有效改善了摩擦磨損[53]。（2）在邊界潤(rùn)滑或混合潤(rùn)滑狀態(tài)下，由于摩擦副表面在外載荷擠壓作用下較難連續(xù)的油膜，此時(shí)存儲(chǔ)在微織構(gòu)中的潤(rùn)滑劑作為補(bǔ)給源為摩擦表面提供“二次潤(rùn)滑善了潤(rùn)滑條件，避免了摩擦表面的咬合[54,55]。（3）在流體動(dòng)壓潤(rùn)滑狀態(tài)下，兩接觸表面被連續(xù)的潤(rùn)滑油膜隔開(kāi)，避免了直接。當(dāng)對(duì)偶件相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，每個(gè)織構(gòu)都可以起到類似微型動(dòng)力潤(rùn)滑軸承的作用，從而了表面油膜承載力[56]。

起到類似傾斜或階梯推力軸承承載的作用。同時(shí)，微凹坑織構(gòu)的幾何參數(shù)和分布形對(duì)推力軸承的承載力有著顯著影響[59-61]。Marian[62]等在推力軸承入口區(qū)域設(shè)計(jì)局部微凹坑織構(gòu)，理論研究發(fā)現(xiàn)存在最佳的微織構(gòu)參數(shù)使得軸承動(dòng)壓潤(rùn)滑性能最優(yōu)，并試驗(yàn)驗(yàn)證了理論分析的正確性。Marian[63]還發(fā)現(xiàn)當(dāng)推力軸承長(zhǎng)寬比 L/B=1 時(shí)，微凹構(gòu)化推力軸承流體動(dòng)學(xué)壓力隨著微凹坑面積密度的增加逐漸增大。但是該研究只進(jìn)論分析，未通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證，缺乏一定說(shuō)服力。Henry[64]通過(guò)試驗(yàn)研究證明了合適的幾何參數(shù)對(duì)推力軸承表面動(dòng)壓潤(rùn)滑性能有著積極作用。圖 1.3 為局部微凹坑織構(gòu)化軸承實(shí)物圖�？棙�(gòu)化推力軸承動(dòng)壓潤(rùn)滑特性除了與微織構(gòu)幾何參數(shù)相關(guān)外，而且還與微織構(gòu)分式有關(guān)。張東亞[65]等通過(guò)模擬對(duì)比研究了矩形陣列分布和發(fā)射線陣列分布的凹坑織滑動(dòng)軸承表面油膜壓力分布情況，結(jié)果顯示：織構(gòu)沿矩形陣列分布摩擦學(xué)性能較好為發(fā)射線陣列織構(gòu)和離心力作用方向一致，在離心力作用下潤(rùn)滑油更易側(cè)漏。

【參考文獻(xiàn)】：
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