465 / 2021-06-18 12:03:30

考虑固体颗粒和表面粗糙度影响的混合润滑模型研究

在矿山机械、金属粉末加工以及风力发电等高粉尘应用领域，轴承齿轮等高副零件工作环境恶劣，润滑油极易被各种杂质颗粒污染。为了研究固体颗粒对点接触混合润滑的影响，本文将固体颗粒引入混合润滑下的粗糙界面，采用基于统计学的三体微接触力学方法和载荷分担思想进行混合润滑的建模。使用有限差分法并通过计算机编程对模型求解，比较了不考虑颗粒和粗糙度的计算结果与经典光滑EHL公式的结果，验证了该模型的准确性。讨论了诸如颗粒物理参数、表面粗糙度和操作条件等因素对于混合润滑系统摩擦特性的影响。结果表明，平均流体动压力和油膜厚度在含有颗粒的点接触中的分布仍然表现出典型的弹性流体动压润滑的特征。颗粒的物理参数和工况条件改变了各部分对承载能力的贡献比例，其中颗粒大小、浓度和表面纹理方向系数等参数的增加使得颗粒的承载率增加，相反，颗粒和微凸体承载率与表面粗糙度、载荷和滑动速度呈负相关。颗粒大小和表面粗糙度的增加都会导致最小油膜厚度的增加，其中表面粗糙度的影响更为显著。另外，外在施加载荷和颗粒的极限剪切强度对系统摩擦系数有显著影响。