点接触中低速状态下轴承润滑脂摩擦特性研究

发布时间：2017-09-14 00:31

  本文关键词：点接触中低速状态下轴承润滑脂摩擦特性研究

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【摘要】：在现代工业领域,轴承被广泛应用于机械设备中,以降低其运动过程中的摩擦系数,保证回转精度。目前,多数轴承采用脂润滑,润滑脂既可以起到减摩、抗磨的作用,又可发挥防锈、密封的效果。轴承在工作过程中常因运转温升、冲击载荷、差动滑动等现象致使润滑不良,因此在脂润滑轴承设计中,润滑脂基于实际工况的弹流摩擦特性以及润滑脂在不同材料配副下的减摩抗磨性能已成为决定轴承使用寿命与动态性能的重要因素。鉴于此,本文利用现有试验设备,深入研究了SKF公司LGHB2润滑脂的减摩抗磨性能,同时完成了对该脂实际工况下弹流摩擦特性的测试分析工作,为研发高性能轴承提供重要的理论参考与数据支持。本文利用改进后的球盘式摩擦磨损试验机结合扫描电子显微镜、能谱分析仪等对LGHB2润滑脂进行了多种配副、载荷条件下的减摩抗磨性能试验。对比分析了该脂在不同配副、载荷下展现的减摩抗磨效果,以及在润滑过程中配副间的摩擦磨损机理。研究表明:该脂在GCr15钢盘/GCr15钢球配副下展现的极压减摩、抗磨性能相对较好,GCr15钢盘/Si3N4陶瓷球配副次之,GCr15钢盘(未热处理)/GCr15钢球配副相对较差。本文以FVA3标准油品在英国帝国理工学院球盘试验机和希腊亚里士多德大学双圆盘试验机的试验结果为参考,对原弹流摩擦力试验机进行改进和调试。当试验机稳定、精确后,模拟滚动轴承实际工况,对LGHB2润滑脂进行测试。通过分析试验结果,总结了弹流摩擦系数随滑滚比、载荷、卷吸速度的变化规律,并探讨了中低速情况下适合于该脂的模型。研究表明:LGHB2润滑脂弹流摩擦系数随滑滚比、载荷、卷吸速度的变化规律明显,是一种轻、重载性能良好,能在较宽速度范围内使用的高效润滑剂;从模型的拟合结果可以看出,T-J模型仅适用于拟合该脂在热效应相对微弱时的弹流摩擦特性曲线,适用载荷、速度范围相对较窄。而四参数指数模型可以在整个试验范围内较为精确的拟合弹流摩擦特性曲线,适合于工程中预测该脂的润滑性能。
【关键词】：润滑脂 试验机 减摩抗磨 弹流润滑
【学位授予单位】：河南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH133.3;TH117.1
【目录】：

• 摘要3-4
• abstract4-8
• 第1章 绪论8-16
• 1.1 引言8-9
• 1.2 国内外润滑脂摩擦学特性的研究现状9-14
• 1.2.1 国外研究进展情况9-13
• 1.2.2 国内研究进展情况13-14
• 1.3 本课题研究的内容及意义14-16
• 1.3.1 研究内容14-15
• 1.3.2 研究意义15-16
• 第2章 脂润滑摩擦学理论基础16-28
• 2.1 脂润滑的润滑状态16-18
• 2.2 润滑脂的构成及性能18-19
• 2.3 脂润滑弹流理论19-25
• 2.3.1 流变特性与本构方程19-23
• 2.3.2 弹流摩擦力的产生23-25
• 2.4 脂润滑膜厚理论25-27
• 2.4.1 润滑脂成膜特性25-26
• 2.4.2 点接触弹流膜厚的计算26-27
• 2.5 本章小结27-28
• 第3章 轴承润滑脂摩擦特性试验设备28-42
• 3.1 球盘式摩擦磨损试验机28-31
• 3.1.1 摩擦系数测量系统及改进29-30
• 3.1.2 磨损量测量系统30-31
• 3.2 球盘式弹流摩擦力试验机31-41
• 3.2.1 试验机的原理及性能31-33
• 3.2.2 球盘试件及改进33-34
• 3.2.3 驱动系统34
• 3.2.4 水冷系统34-35
• 3.2.5 油雾润滑系统35
• 3.2.6 径向加载系统35-36
• 3.2.7 测试系统及改进36-41
• 3.3 本章小结41-42
• 第4章 低速重载条件下轴承润滑脂减摩抗磨性能研究42-52
• 4.1 试验用脂42
• 4.2 试验方案42-43
• 4.3 试验步骤43
• 4.4 试验结果及减摩抗磨性能分析43-50
• 4.4.1 轴承润滑脂减摩性能分析43-47
• 4.4.2 轴承润滑脂抗磨性能分析47
• 4.4.3 GCr15钢盘磨损表面形貌分析47-50
• 4.5 本章小结50-52
• 第5章 中低速状态下轴承润滑脂弹流摩擦特性研究52-66
• 5.1 试验工况52
• 5.2 试验方案52-54
• 5.2.1 卷吸速度和滑滚比的定义52-53
• 5.2.2 润滑状态的估算53-54
• 5.3 试验步骤54
• 5.4 弹流摩擦力试验机性能的验证54-56
• 5.5 试验结果及弹流摩擦特性分析56-59
• 5.5.1 弹流摩擦系数 μ 随滑滚比S的变化规律56-57
• 5.5.2 弹流摩擦系数 μ 随载荷W的变化规律57-58
• 5.5.3 弹流摩擦系数 μ 随卷吸速度U的变化规律58-59
• 5.6 模型的分析59-64
• 5.6.1 T-J弹塑性模型拟合结果59-61
• 5.6.2 四参数指数模型拟合结果61-63
• 5.6.3 MATLAB程序设计63-64
• 5.7 本章小结64-66
• 第6章 结论与展望66-68
• 6.1 研究结论66
• 6.2 工作展望66-68
• 参考文献68-73
• 附录A 部分LGHB2润滑脂弹流摩擦试验数据拟合结果73-78
• 致谢78-79
• 攻读硕士学位期间的研究成果79

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 高永建,张治军,薛群基,党鸿辛;油酸修饰TiO_2纳米微粒水溶液润滑下GCr15钢摩擦磨损性能研究[J];摩擦学学报;2000年01期

2 王顺;王文中;胡元中;王慧;;点接触润滑粗糙表面滑动摩擦力的预测研究[J];摩擦学学报;2007年02期

3 宋宝玉;张锋;刘艳玲;;纳米二氧化硅对陶瓷球疲劳寿命影响的研究[J];润滑与密封;2006年07期

4 汪久根;非牛顿作椭圆接触弹性流体动力润滑分析[J];浙江大学学报(自然科学版);1995年04期

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本文编号：846812