旋滚条件下弹性流体动力润滑的研究

发布时间：2020-06-27 04:44

【摘要】： 本文主要针对旋滚工况下的弹性流体动力流润滑问题进行了研究。为进行本文的试验研究,对已有的光弹流实验装置进行了改进,设计制造了专用的支撑定位装置用以实现钢球-玻璃盘的旋滚运动。应用光干涉法,试验研究了旋滚条件下冲击封闭润滑油在钢球—玻璃盘弹流接触区中输运的特性及不同自旋因数对封闭润滑油输运的影响。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,在旋滚条件下,由于自旋分量的存在,封闭润滑油在移动的过程中沿自旋方向偏移;而且开始时,自旋因数越大,封闭润滑油排出就越快;随时间推移,自旋因数越小,封闭润滑油排出越快。对旋滚条件下钢球-玻璃盘接触副形成的稳态弹流油膜进行了试验研究,主要分析了速度、载荷和自旋因数对油膜的影响。试验结果表明,随卷吸速度增加,油膜厚度增加,最小膜厚的速度指数大于中心膜厚的速度指数;随载荷增加,油膜厚度整体下降,油膜形状的非对称性增强;随偏心距的增加,自旋因数影响越来越小,油膜形状的对称性增加,最小油膜厚度增加。最后,对旋滚条件下的圆接触弹流油膜进行了数值计算,分析了速度、载荷、自旋因数对弹流油膜厚度、形状及压力分布的影响。就油膜形状与实验结果进行对比,两者取得良好的定性一致性。
【学位授予单位】：青岛理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TH117.2
【图文】：

自旋,实验仪器,摩擦力矩,理论研究

青岛理工大学工学硕士学位论文承磨损[3司。再如在机械无级变速中(CvT)l5]，两滚动体轴线相交不平行，也会产生接触表面自旋，降低CVT的传动效率(图1一3)。因此对自旋条件下的弹流润滑的研究不论在实际应用中还是理论上都有较大的意义。研究人员对自旋条件下弹流的研究开始于上世纪60年代。1965年，美国国家航空和宇宙航行局 (NAsA)Lewis研究中心的研究人员设计制造了能测量纯自旋摩擦力矩的实验仪器[61(图1一)之后。Parker[7]和Dietrichls]等人通过实验研究表明自旋产生的有效摩擦系数比纯滚或纯滑情况下的要大。此后，Allen[9]等人的研究指出，在实际的机械元件中造成功率损失的主要原因是自旋运动。从此自旋运动的重要性在摩擦学上开始引起人们的关注，研究人员通过理论分析和实验对自旋条件下的弹流润滑进行研究。图1一测量纯自旋摩擦力矩的实验仪器Fig.l一 ExPerimentalapParatusmeasuringPuresPinmomentoffrietion在理论方面，1970年snidie和Archardt’01在润滑的理论研究上第一次引入了自旋。他们给出了解析解，得出了自旋润滑区域内的两个压力区和两个气穴区的典型特征。然而，他们的分析局限于半Sornrnerfeld边界条件

等值线图,自旋,油膜,等值线图

Dowson[‘2]在理论上研究了旋滚条件下椭圆接触的弹流润滑问题，揭示出最小膜厚随着旋滚比的增加而减小。1993年，Dowson[’3]又对纯自旋的弹流润滑进行了研究(图1一5)，揭示出椭圆接触中心的膜厚在压力达到一定值时可能导致破帕耳二目翻J口.抽口目目门..”C油.目目.万久乡谁，‘，肠毋翻b，，刀才p.曰.曰用n知吕目洲.盛申勺口.翻岭.眨卜.口O弘汤，，国肠碱肺扁以时脚卜门口O盆.洛月二男，，翻蕊、沈。，口翻沪若

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