水润滑塑料合金轴承表面变形对润滑性能的影响

摘要

与传统的金属轴承相比，不仅水润滑轴承的工作介质发生了根本的改变，而且其衬层弹性模量一般较低，即使在轻载下，水润滑轴承表面变形相对水膜厚度也是不能忽略的，研究其润滑性能就不能不考虑轴承的表面变形。影响水润滑轴承表面变形的因子有很多，包括载荷、转速、衬层厚度、硬度等。目前对其研究还不完善，在理论和实验方面均需要进一步完善水润滑轴承表面变形对润滑性能的影响研究。本文针对以上问题结合理论与实验对不同塑料合金层厚度、硬度水润滑轴承润滑性能进行了综合研究。 首先，本文完善了水润滑塑料合金轴承表面变形对润滑性能的影响理论研究。采用了能分析塑料合金层厚度的简化模型，运用有限差分法编制了计算程序，给出了程序流程图和算例，根据数值计算结果绘出了不同塑料合金层厚度、弹性模量水润滑轴承的压力曲线、膜厚曲线和承载能力曲线。从这些曲线可以看出：水润滑塑料合金轴承表面变形使轴承压力显著较低，水膜覆盖更广，承载能力减小；塑料合金层厚度增大，水膜压力减小，水膜厚度增加，水膜覆盖更广，承载能力减小；塑料合金层弹性模量增大，水膜压力增大，水膜厚度减小，水膜覆盖更少，承载能力增大。 其次，以摩擦系数为性能指标对水润滑塑料合金轴承表面变形对润滑性能的影响理论研究进行验证，对不同塑料合金层厚度、硬度水润滑轴承进行了实验。实验结果表明：塑料合金层厚度增大，摩擦系数有减小的趋势；塑料合金层硬度增大，摩擦系数有增大的趋势。这与理论分析结果能够吻合，从而验证了理论的正确性。