局部凹坑织构化径向滑动轴承流体动力润滑数值分析
2021-11-08纪敬虎周莹超田朋霖陈天阳何玉洋
表面技术 2021年10期
关键词:承载力
纪敬虎,周莹超,田朋霖,陈天阳,何玉洋
(江苏大学,江苏 镇江 212013)
滑动轴承是船舶、航空、电力和机械等工程领域的基础通用件,对整个旋转机械的稳定性有着重要影响,径向滑动轴承安全稳定运转的关键性因素就是润滑油膜[1],油膜承载力和压力分布是研究轴承特性的重要参数。
表面织构技术作为一种改善机械零件摩擦学性能的有效手段,已经得到广泛应用[2-3],并有望成为未来轴承结构设计的一个重要组成部分[4]。Tala-Ighil等[5]通过优化织构参数、调整织构配置,从而改善了球面凹坑织构轴承表面的摩擦学性能。随后,Tala-Ighil 等[6]研究了织构位置对滑动轴承性能的影响,数值结果表明,在接触区域合理布置织构范围,可以改善轴承的主要性能。Li 等[7]采用数值法研究了凸起织构对摩擦学性能的影响,揭示了轴颈轴承的摩擦系数和偏心率随凸起宽度和高度的变化规律。由此可见,通过合理布置织构区域和位置,控制织构的几何参数,是改善轴承摩擦学性能的有效方法[8-9]。
目前,众多学者的研究热点在于织构参数对滑动轴承油膜承载力和压力分布的影响[10-12],结合轴承结构参数和工况条件等综合因素对润滑油膜承载机制的研究尚不多见,而轴承表面织构和轴颈偏心的综合效应影响滑动轴承动压润滑性能[13]。本文研究了径向滑动轴承的流体动力润滑特性,基于雷诺边界条件[14],建立了凹坑织构化径向滑动轴承流体动力润滑理论模型。利用松弛迭代法[15],求解了油膜承载能力和油膜压力,研究了轴承偏心率和凹坑几何参数等综合因素对油膜承载能力的影响规律。……
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