表面织构对曲轴轴承润滑性能的影响

摘要：

考虑凹槽与凹坑织构之间的协同润滑效应,在曲轴轴承表面设计了抛物线凹槽-球形凹坑复合织构,以改善轴承的润滑性能;为了分析抛物线凹槽-球形凹坑复合织构对曲轴轴承润滑性能的影响,基于平均Reynolds方程和Greenwood-Tripp微凸体接触方程构建了曲轴轴承的混合润滑模型,并采用质量守恒的边界条件处理油膜的破裂和再形成行为,分析了凹槽织构、凹坑织构与凹槽-凹坑复合织构的摩擦学性能,研究了凹槽-凹坑复合织构的分布位置和结构参数对轴承承载力和摩擦力的影响.分析结果表明:凹槽-凹坑复合织构具有高于凹槽织构的承载力和低于凹坑织构的摩擦力;存在最优的凹槽宽度为1.3 mm,凹槽面积率为0.7,凹槽最大深度为25 μm,凹坑数量为6,凹坑面积率为0.7,凹坑最大深度为20 μm,使得轴承量纲为1的承载力最大;存在最优的凹槽宽度为2.6 mm,凹槽面积率为0.7,凹槽最大深度为30 μm,凹坑数量为15,凹坑面积率为0.7,凹坑最大深度为35 μm,使得轴承量纲为1的摩擦力最小;当凹槽-凹坑复合织构的分布位置、结构参数取最优值时,相对于无织构轴承而言,轴承的承载力提高了4.1 %,摩擦力减小了19.6 %.

关键词：表面织构、曲轴轴承、数值模拟、平均Reynolds方程、质量守恒边界条件

所属期刊栏目：17

分类号：U664.21(船舶工程)

资助基金：国家自然科学基金项目51375380;机械结构强度与振动国家重点实验室开放课题项目SV2016-KF-10;陕西省自然科学基金项目2014JM2-5082;陕西省教育厅科学研究计划项目15JS068

在线出版日期：2017-08-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：65-74