局部凹坑织构化径向滑动轴承流体动力润滑数值分析

作者：纪敬虎; 周莹超; 田朋霖; 陈天阳; 何玉洋

来源：表面技术, 2021, 50(10): 214-278.

DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2021.10.020

• 流体动力润滑
• 表面织构
• 径向滑动轴承
• 承载能力

目的探究局部凹坑织构化表面对径向滑动轴承流体动力润滑的影响。方法基于雷诺边界条件和Reynolds方程,建立凹坑织构化径向滑动轴承表面流体动力润滑理论模型,采用Gauss-Seidel松弛迭代方法数值求解,获得润滑油膜的压力分布和承载能力,分析其润滑油膜承载机制,探讨凹坑几何参数和分布规律对油膜承载力的影响规律。结果理论模型的数值解与经典理论的数值解误差较小,能有效分析轴承的流体动压润滑特性。当偏心率较大时,摩擦力的上升幅度也变大,在轴承承载区进行凹坑织构化处理能明显减小摩擦力,并且随着凹坑深度的增大,摩擦力减小,可见凹坑起润滑减摩的作用。油膜承载力随着偏心率的增大而增大,通过凹坑织构的"楔形效应"能够改善非承载区的油膜压力,存在最佳凹坑深度使得轴承达到流体动力润滑最佳状态。摩擦力随着面积率的增大而增大,特别是在偏心率较大时,润滑减摩效果较为明显,面积率对油膜承载力影响不大。将织构布置在径向滑动轴承的不同区域,其中当织构完全在下半瓦(压降区)时,织构能明显增大油膜厚度,产生油膜压力,有效降低摩擦力,提升承载力。结论凹坑织构能明显改善径向滑动轴承流体动力润滑性能,合理设计轴承的偏心率,合适的织构参数与分布位置,能使流体动力润滑效果最佳。

• 单位
  江苏大学