白少先 陈俊杰 王 菁

(浙江工业大学机械工程学院 浙江杭州 310012)

摩擦副材料的极限PV值是限制轴承、密封等零部件高参数设计的关键因素之一，高压、高速下润滑表面的急剧磨损容易导致零件的直接失效和寿命下降，影响零部件的可靠性和寿命。表面微孔的流体动压可产生明显的流体动压效应，明显减小摩擦和磨损[1-2]，为提高摩擦副的极限PV值提供了潜在途径。

微孔的流体动压效应和减磨作用取决于微孔形状、几何参数、分布形式、空化效应等多种因素。国内外学者的研究表明，存在一个优化孔型尺寸使得摩擦扭矩最小，超过临界尺寸后密封容易发生磨损失效[3-4]，径向局部开孔比全部开孔摩擦更低、发热更小[5-6]；对几何形状[7-9]、排布方式[9-11]、槽深[12]、润滑介质[13-14]等影响因素的研究发现，通过合理的表面结构设计和参数取值可有效提高表面的润滑状态，表现出明显的抗磨和减摩效果。然而，速度较低时油润滑微孔表面温升高于光滑表面，出现增摩现象[15-16]，导致表面磨损的增加。目前，对于高参数零件摩擦表面设计，不仅要求稳定工作时的低磨损率，而且要求提高极限PV值以避免启停等极端条件下润滑表面的剧烈磨损失效，提高零件的可靠性和使用寿命。

本文作者开展油润滑条件下表面微孔摩擦副极限PV值试验，分别对光滑表面、圆孔表面、椭圆孔表面进行了对比测试分析。考虑空化效应影响，对不同微孔结构表面进行润滑状态分析，获得了微孔试件表面的压力分布，并对摩擦因数、温度和表面磨损形貌进行了试验测量，获得了不同载荷工况下微孔表面磨损失效的临界转速和极限PV值的变化规律。……