發(fā)布時(shí)間：2018-04-02 21:19

  本文選題：輪轂軸承　切入點(diǎn)：脂潤(rùn)滑理論　出處：《華南理工大學(xué)》2013年博士論文

【摘要】：隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，零部件高溫、重載和高速剪切的使用工況已經(jīng)十分普遍，從而對(duì)潤(rùn)滑劑的性能和相關(guān)理論研究的要求也越來(lái)越高。經(jīng)過(guò)大量學(xué)者的共同努力，對(duì)于潤(rùn)滑油及其潤(rùn)滑理論的理論研究，在面、線和點(diǎn)接觸的潤(rùn)滑理論以及試驗(yàn)測(cè)試裝置研制方面都取得了較多成果，并從宏觀和微觀兩個(gè)方向全面研究了潤(rùn)滑油潤(rùn)滑機(jī)理，對(duì)潤(rùn)滑油的應(yīng)用產(chǎn)生了積極影響。汽車輪轂軸承作為汽車關(guān)鍵零部件，通常采用潤(rùn)滑脂作為潤(rùn)滑劑，而潤(rùn)滑脂由于其特殊的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，在實(shí)際應(yīng)用和理論研究方面均與潤(rùn)滑油具有較大的差別。目前，潤(rùn)滑脂相關(guān)研究主要側(cè)重于應(yīng)用方面，即高性能潤(rùn)滑脂和相關(guān)添加劑的研制，而方法主要是依據(jù)經(jīng)驗(yàn)和大量的試驗(yàn)研究，相關(guān)研究尚處于較不完善階段。因此，探討潤(rùn)滑脂的潤(rùn)滑機(jī)理和完善潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑理論，并將相關(guān)的理論研究結(jié)果應(yīng)用于實(shí)際應(yīng)用中，尚有許多問題亟需解決。 本文首先從推導(dǎo)一般形式脂潤(rùn)滑Reynolds方程出發(fā)，，針對(duì)輪轂軸承失效統(tǒng)計(jì)分析中出現(xiàn)的潤(rùn)滑失效，分析了潤(rùn)滑因素在軸承壽命和使用性能中所起的作用；然后歸納總結(jié)出了輪轂軸承潤(rùn)滑失效最終的表現(xiàn)形式，即滾道表面缺陷和潤(rùn)滑脂中存在雜質(zhì)顆粒；最后，通過(guò)理論計(jì)算和試驗(yàn)方法，研究了表面缺陷和固體顆粒對(duì)脂潤(rùn)滑彈流潤(rùn)滑的影響。因此，本文對(duì)脂潤(rùn)滑彈性流體動(dòng)力潤(rùn)滑理論的研究，軸承失效分析以及潤(rùn)滑脂添加劑的應(yīng)用具有一定的指導(dǎo)意義。本文的研究工作主要有以下幾個(gè)方面： 1、推導(dǎo)了適用于潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑Reynolds方程的普遍形式，針對(duì)不同脂潤(rùn)滑問題給出了相對(duì)應(yīng)的脂潤(rùn)滑方程簡(jiǎn)化形式。 2、對(duì)失效輪轂軸承進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，并分析了潤(rùn)滑對(duì)輪轂軸承壽命的影響以及由于潤(rùn)滑不良導(dǎo)致的幾種輪轂軸承失效形式。針對(duì)內(nèi)圈隨軸轉(zhuǎn)動(dòng)、外圈固定的輪轂軸承，出現(xiàn)內(nèi)圈相比于外圈疲勞破壞和磨損更為嚴(yán)重的現(xiàn)象，利用脂潤(rùn)滑彈流理論進(jìn)行了解釋。 3、研究了表面缺陷對(duì)脂潤(rùn)滑彈流潤(rùn)滑油膜壓力和油膜厚度的影響，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法對(duì)數(shù)值計(jì)算結(jié)果的正確性進(jìn)行了驗(yàn)證。采用數(shù)值計(jì)算方法分析了滾道表面出現(xiàn)凹坑和凸起時(shí)，其尺寸和位置對(duì)線接觸和點(diǎn)接觸脂潤(rùn)滑彈流潤(rùn)滑油膜壓力和油膜厚度分布的影響，并通過(guò)對(duì)輪轂軸承表面凹坑和凸起的邊緣和中心進(jìn)行電鏡掃描和能譜元素分析證明了數(shù)值計(jì)算結(jié)果的正確性。 4、詳細(xì)推導(dǎo)了潤(rùn)滑脂存在固體顆粒時(shí)的線接觸和點(diǎn)接觸脂潤(rùn)滑Reynolds方程。利用試驗(yàn)方法和統(tǒng)計(jì)學(xué)理論分析了輪轂軸承潤(rùn)滑脂中雜質(zhì)顆粒的來(lái)源以及顆粒數(shù)量與顆粒粒徑的關(guān)系，并在此基礎(chǔ)上分析了固體顆粒中心位置、速度和尺寸對(duì)線接觸脂潤(rùn)滑彈流潤(rùn)滑油膜的影響以及固體顆粒速度和尺寸對(duì)點(diǎn)接觸脂潤(rùn)滑彈流潤(rùn)滑油膜的影響。 5、分析了不同物理屬性、不同粒徑和質(zhì)量分?jǐn)?shù)的微納米顆粒對(duì)潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑性能的影響。為避免潤(rùn)滑脂添加劑對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響，自制了一種不含添加劑的復(fù)合鋰基潤(rùn)滑脂作為基礎(chǔ)脂，給出了基礎(chǔ)脂的配方和制備工藝流程。并在基礎(chǔ)脂中加入不同粒徑、質(zhì)量分?jǐn)?shù)的硬質(zhì)脆性顆粒SiO2和軟質(zhì)塑性顆粒Cu作為試驗(yàn)樣品，利用四球摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)測(cè)試了潤(rùn)滑脂樣品的摩擦系數(shù)和試驗(yàn)溫度隨時(shí)間變化的關(guān)系。
[Abstract]:With the development of industrial technology , the working conditions of high temperature , heavy load and high speed shearing of lubricating oil have become more and more common .

In this paper , based on the derivation of general form grease lubrication Reynolds equation , the lubrication failure in the statistical analysis of hub bearing failure is analyzed , and the function of lubrication factors in bearing life and service performance is analyzed .
Then , the final form of the lubrication failure of the hub bearing is summarized , that is , the surface defects of the raceway surface and the presence of impurity particles in the grease ;
At last , the influence of surface defects and solid particles on the lubrication of grease - lubricated elastic fluid is studied by theoretical calculation and experimental method . Therefore , this paper has some guiding significance to the research of the theory of elastohydrodynamic lubrication , the failure analysis of bearings and the application of lubricating grease additives . The research work of this paper mainly includes the following aspects :

1 . The general form suitable for lubricating grease lubrication Reynolds equation is deduced , and the simplified form of grease lubrication equation is given for different grease lubrication problems .

2 . The influence of lubrication on the life of wheel hub bearing and the failure form of several kinds of wheel hub bearings caused by poor lubrication are analyzed , and the phenomenon that inner ring is more serious than the outer ring fatigue damage and wear is caused by the rotation of inner ring with the shaft , and the theory of grease lubrication is explained .

3 . The influence of surface defects on the pressure and oil film thickness of lubricating oil film on grease lubrication is studied , and the correctness of the numerical results is verified by the experimental method . The influence of the size and position on the pressure of lubricating oil film and the thickness distribution of oil film are analyzed by numerical calculation method , and the correctness of the numerical results is proved by scanning electron microscope and energy spectrum element analysis on the surface pits and the center of the hub bearing .

4 . The line contact and the point contact grease lubrication Reynolds equation in the presence of solid particles in lubricating grease are derived in detail . The source of impurity particles and the relationship between the number of particles and the particle size are analyzed by means of the experimental method and the statistical theory .

5 . The influence of different physical properties , different particle size and mass fraction on the lubricating performance of lubricating grease was analyzed . In order to avoid the influence of lubricating grease additive on the lubricating performance of lubricating grease , a compound lithium - based lubricating grease without additives was designed as the base grease , and the formulation and preparation process of the base grease were given . The relationship between the friction coefficient of the lubricating grease sample and the test temperature over time was tested by using four - ball friction wear testing machine .

【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TH117.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1702145