固液复合条件下润滑油拖动特性测试与分析

发布时间：2017-11-11 13:42

  本文关键词：固液复合条件下润滑油拖动特性测试与分析

  更多相关文章： 拖动特性 流变模型 弹流润滑 固液复合润滑

【摘要】：航空发动机轴承面临高速重载工况,接触副之间的润滑状态通常为弹流润滑。在运动过程中滚道和滚动体产生的拖动力会对轴承的动力学特性造成影响,继而又影响了轴承的可靠性和寿命,因此开展润滑剂的拖动特性研究是十分必要的。同时,润滑剂拖动特性为流变本构方程提供试验数据基础。通过对拖动性能的研究,我们可以判断出在此工况条件下流变模型的适用性并求解得流变参数。本论文通过将轴承模拟为具有滑差的双滚子,测试接触副拖动曲线。试验结果将为滚动轴动力学分析和寿命分析提供数据支持,对于润滑机理的阐述和润滑理论的发展具有重要意义。本文对弹流拖动力试验装置进行了改进,包括闭环拖动力自动加载系统的设计、基于Labview的数据采集程序的开发、试验机机械结构的完善。通过软件补偿的方式消除了试验过程中的误差,有效保证了拖动力测量的准确性。以试验平台为基础,设计了针对不同工况的试验方案,得到了润滑剂在多种工况条件(温度、速度、接触压力)以及不同的润滑剂、材料等条件下的拖动曲线。将曲线拟合为工况参数的无量纲化公式,并讨论了拖动曲线随工况条件变化的原因。为了判断双滚子运转时是否处于弹流润滑状态,采用Taylor Hobson轮廓仪对双滚子进行粗糙度和圆弧面半径的复检,以确定膜厚比;并在光学显微镜下观察了试验前后滚子试件的表面形貌。同时,还分别对镀TiN膜试件和非镀膜件进行了润湿角的测试试验。最后,利用点接触等温弹流程序分析了工况参数对弹流润滑状态下的润滑油膜厚和动压力分布的影响。发现符合拖动力试验的结果,验证了接触副所处的弹流润滑状态。利用五参数模型,推导并求解了模型参数。利用流体非线性区求解得到特征应力0?和有效粘压系数*?。并且推导得出滚子-润滑剂组成的系统剪切弹性模量的计算公式,之后根据接触力学相关理论以及弹流润滑的方程得到润滑剂的剪切模量与系统剪切模量之间的关系表达式,还给出了利用润滑剂热效应区拖动曲线的最大值求解流体极限剪切应力的表达式。最后分析了固液复合润滑对拖动性能的影响。结果表明:M50未镀膜前拖动系数的极大值在0.01~0.04之间,镀膜后此系数明显增大,达到0.04~0.08之间。并且镀膜后拖动系数随滚动速度的变化趋势与未镀膜恰好相反,其随滚动速度的上升而上升。镀膜后接触副工作于部分弹流润滑状态,此时的油膜部分发生破坏,两接触副突出的微峰有接触,此时的拖动力包含边界摩擦力,故拖动系数明显上升。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V231
，

本文编号：1171658