本文關(guān)鍵詞：固液復(fù)合條件下潤滑油拖動特性測試與分析

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【摘要】：航空發(fā)動機軸承面臨高速重載工況,接觸副之間的潤滑狀態(tài)通常為彈流潤滑。在運動過程中滾道和滾動體產(chǎn)生的拖動力會對軸承的動力學(xué)特性造成影響,繼而又影響了軸承的可靠性和壽命,因此開展?jié)櫥瑒┑耐蟿犹匦匝芯渴鞘直匾摹Ｍ瑫r,潤滑劑拖動特性為流變本構(gòu)方程提供試驗數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。通過對拖動性能的研究,我們可以判斷出在此工況條件下流變模型的適用性并求解得流變參數(shù)。本論文通過將軸承模擬為具有滑差的雙滾子,測試接觸副拖動曲線。試驗結(jié)果將為滾動軸動力學(xué)分析和壽命分析提供數(shù)據(jù)支持,對于潤滑機理的闡述和潤滑理論的發(fā)展具有重要意義。本文對彈流拖動力試驗裝置進行了改進,包括閉環(huán)拖動力自動加載系統(tǒng)的設(shè)計、基于Labview的數(shù)據(jù)采集程序的開發(fā)、試驗機機械結(jié)構(gòu)的完善。通過軟件補償?shù)姆绞较嗽囼炦^程中的誤差,有效保證了拖動力測量的準(zhǔn)確性。以試驗平臺為基礎(chǔ),設(shè)計了針對不同工況的試驗方案,得到了潤滑劑在多種工況條件(溫度、速度、接觸壓力)以及不同的潤滑劑、材料等條件下的拖動曲線。將曲線擬合為工況參數(shù)的無量綱化公式,并討論了拖動曲線隨工況條件變化的原因。為了判斷雙滾子運轉(zhuǎn)時是否處于彈流潤滑狀態(tài),采用Taylor Hobson輪廓儀對雙滾子進行粗糙度和圓弧面半徑的復(fù)檢,以確定膜厚比;并在光學(xué)顯微鏡下觀察了試驗前后滾子試件的表面形貌。同時,還分別對鍍TiN膜試件和非鍍膜件進行了潤濕角的測試試驗。最后,利用點接觸等溫彈流程序分析了工況參數(shù)對彈流潤滑狀態(tài)下的潤滑油膜厚和動壓力分布的影響。發(fā)現(xiàn)符合拖動力試驗的結(jié)果,驗證了接觸副所處的彈流潤滑狀態(tài)。利用五參數(shù)模型,推導(dǎo)并求解了模型參數(shù)。利用流體非線性區(qū)求解得到特征應(yīng)力0?和有效粘壓系數(shù)*?。并且推導(dǎo)得出滾子-潤滑劑組成的系統(tǒng)剪切彈性模量的計算公式,之后根據(jù)接觸力學(xué)相關(guān)理論以及彈流潤滑的方程得到潤滑劑的剪切模量與系統(tǒng)剪切模量之間的關(guān)系表達式,還給出了利用潤滑劑熱效應(yīng)區(qū)拖動曲線的最大值求解流體極限剪切應(yīng)力的表達式。最后分析了固液復(fù)合潤滑對拖動性能的影響。結(jié)果表明:M50未鍍膜前拖動系數(shù)的極大值在0.01~0.04之間,鍍膜后此系數(shù)明顯增大,達到0.04~0.08之間。并且鍍膜后拖動系數(shù)隨滾動速度的變化趨勢與未鍍膜恰好相反,其隨滾動速度的上升而上升。鍍膜后接觸副工作于部分彈流潤滑狀態(tài),此時的油膜部分發(fā)生破壞,兩接觸副突出的微峰有接觸,此時的拖動力包含邊界摩擦力,故拖動系數(shù)明顯上升。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V231
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本文編號：1171658