- 金晓清;高在达;汤铁铮;寿少楷;李朝鑫;
轴承作为各种机械系统的关键零部件,其性能直接影响机械设备的寿命、效率和可靠性,并与润滑理论的发展及应用密切相关。回顾了轴承润滑理论、智能润滑系统、轴承材料以及润滑方法的最新研究进展,着重介绍了非均质材料的接触分析和多尺度模拟技术。同时,总结了陶瓷材料、纳米润滑剂和仿生复合材料在提升润滑性能方面的应用,以及智能润滑系统结合传感器和人工智能实现润滑状态监测与自适应控制的情况。研究表明,材料创新与智能技术的融合能够有效降低摩擦磨损、延长润滑寿命,提升机械系统的性能和能效。这为轴承技术和材料的研究提供坚实的理论基础,满足机械工程领域对可靠性和效率的不断追求,从而促进工业领域的可持续发展。
2025年09期 No.550 13-27页 [查看摘要][在线阅读][下载 1048K] - 刘红彬;高创;曲琼;李梦楠;刘明辉;
以三点角接触球轴承环间流域为分析对象,采用多重参考系描述轴承各零件的运动边界,建立轴承油气两相热流耦合计算模型,计算分析轴承环下油孔设计对轴承环间两相流场及温度场的影响规律。结果表明:三点角接触球轴承半内圈油孔开口尺寸适当增大,且相对于油孔半径为3 mm和5 mm,油孔半径为7 mm时的轴承腔内润滑油体积分数较大,轴承腔内温升较低;相较于非承载区半内圈开设环下油孔,承载区半内圈开设环下油孔时的轴承腔内及承载区侧半内圈润滑油体积分数较大,轴承腔内摩擦发热较低,润滑油黏性剪切发热较高。
2025年09期 No.550 28-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 1566K] - 朱少禹;孙军;朱婕;
目前对内燃机连杆轴承润滑性能的研究,一般将润滑油处理成牛顿流体,在润滑油使用中,经常加入少量高分子添加剂以改善摩擦副的润滑状况,这些高分子添加剂也会改变润滑油的流动状态,使其由牛顿流体转变为偶应力流体,同时考虑到内燃机设计要求的不断提高导致连杆轴承的工况愈加严苛,轴承表面形貌的影响也不可忽略。为了能更准确分析连杆轴承的润滑性能,应用了综合考虑轴承表面形貌和偶应力流体润滑影响的修正平均雷诺方程,以某四缸四冲程内燃机连杆轴承为研究对象,应用有限差分法和步进法进行数值求解,分析了不同表面粗糙度均方根、表面方向参数和偶应力参数下的连杆轴承润滑性能。结果表明:轴承的表面粗糙度均方根越大,轴颈摩擦功耗越大,与均匀粗糙表面轴承和横向粗糙表面轴承相比,纵向粗糙表面轴承有更小的轴颈摩擦功耗;偶应力流体润滑作用的效果明显,随着偶应力参数值的增大,轴颈摩擦功耗明显减小。因此,在相同轴承表面加工等级的情况下,将轴承加工出纵向粗糙表面和使用偶应力流体作润滑剂是降低轴颈摩擦功耗的有效措施。
2025年09期 No.550 37-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 1518K] - 朱程志;雷智;邓松;于晓凯;
以拟动力学模型输出的动力学参数为边界条件,应用计算流体力学分析软件Ansys Fluent建立了油浴润滑6308深沟球轴承仿真模型,分析了浸油深度、外圈沟深和钢球数量对腔内润滑油流动和搅油力矩的影响,结果表明:随着浸油深度增大,周向润滑油含量及其分布不均匀性均有所增加,方位角0°~180°润滑油含量增加明显,且涡流增加更明显,各零件的搅油力矩均逐渐增大;随着外圈沟深增大,外沟道接触区润滑油含量增加,方位角180°~360°增大明显,钢球搅油力矩增大使总搅油损失增大,保持架上端面与外沟道之间涡流逐渐消失;随着钢球数量增加,腔内润滑油含量增加,方位角90°~180°含量增加明显,钢球引起的搅油力矩增大使总搅油损失增大,保持架上、下端面与沟道之间涡流均逐渐消失。
2025年09期 No.550 48-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 1515K] - 李书廷;刘成龙;郭峰;李兴林;徐辉;
在脂润滑摩擦副中,由于长时间运行或供给量不足导致接触表面之间无法维持有效润滑膜,且润滑脂难以形成有效回流,导致摩擦副出现直接接触的极限乏脂状态,工作在此状态的轴承容易产生噪声,降低机械结构的运行寿命及其稳定性。针对一款锂基润滑脂,采用自制的光弹流润滑膜厚测量仪对其润滑特性及影响因素进行探究。结果表明:一定供脂量范围内,供脂量越多,润滑成膜性越好;但随着润滑时长增加,润滑脂容易被挤压到滚道两侧,入口区油层发生衰减难以恢复到初始供脂状态,高速条件下运行一段时间后膜厚减小;采用多点接触光弹流润滑膜厚测量仪对膜厚变化过程进行探究,发现同一轨道多个钢球接触润滑时高膜厚润滑状态维持能力下降,更容易进入乏脂润滑状态,这是因为钢球辗压次数增加,轨道上润滑脂衰减速率增加,导致入口膜厚难以维持初始供给状态。
2025年09期 No.550 57-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 1334K] - 谢海超;李娜;王宇博;何振鹏;
开展发动机主轴承模型表面形貌及润滑油热效应研究对于减少发动机主轴承摩擦功耗,提高经济性具有重要价值。为减少轴承摩擦功耗,提高发动机输出性能,以发动机主轴承为研究对象,基于轴颈倾斜和热流体雷诺润滑控制方程、能量方程、热传导方程,建立主轴承在轴颈倾斜、轴瓦表面形貌和流体热效应等模型,将轴瓦表面形貌耦合到油膜厚度中,考虑黏度-温度和黏度-温度-压力2种模型下对主轴承润滑油膜压力的影响,结果表明:考虑轴瓦-轴颈表面形貌,轴承油膜厚度表面变得异常粗糙,呈波浪形;随着轴颈偏心率的增加,考虑热流体模型下的油膜压力出现急剧增加,在同一偏心率下是否考虑轴瓦表面形貌在最大油膜压力处有较大差距;轴瓦表面形貌对2种黏度模型下润滑油黏度的影响不明显;随着轴颈偏心率的增加,轴颈-轴瓦处润滑油温度在最大油膜压力处逐渐增大,考虑轴瓦表面形貌分布,在最大油膜压力处润滑油温度分布不均匀。
2025年09期 No.550 66-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 1526K] - 高志伟;栗心明;杨萍;高军斌;金旭阳;
为研究冠状保持架结构参数对深沟球轴承内油气两相流动特性的影响,采用Fluent软件对油气润滑条件下轴承内润滑油流动特性进行了仿真分析。结果表明:随着冠状保持架包裹角度增大,保持架可抑制离心力甩油并增强对润滑油的引导作用,使得钢球表面的润滑油量增加,提高润滑油分布均匀性;钢球与兜孔径向间隙增大,润滑油流失加剧,油体积分数减小,同时造成润滑油在流体域内分布不均匀;随着供油量增加,油体积分数相应增大,但超过一定值时,冠状保持架端泄加剧;随着转速增大,大部分润滑油受离心力作用甩向静止的外圈,使润滑油主要聚集在外圈。
2025年09期 No.550 74-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 1439K]