第53卷第3期 2017年2月
机械工程学报
JOURNALOFMECHANICALENGINEERING
DOI:10.3901/JME.2017.03.121
Vo1.53 Feb.
No.3 2017
考虑固体颗粒和粗糙度的水润滑飞龙轴承热弹流
润滑性能分析
王优强董宁刘前黄兴保(青岛理工大学机械工程学院青岛266520)
摘要：建立考虑固体颗粒的滑动轴承的无限长线接触几何模型，推导出含固体颗粒的Reynolds方程，考虑温度、固体颗粒以及表面粗糙度对轴承润消的影响，通过数值方法分析不同颗粒位置、不同颗粒尺寸以及轴承表面粗糙度对压力和膜厚的影响，并与不含固体颗粒的热弹流解进行对比，结果表明：考患热效应时，在固体颗粒处压力骤增：膜厚整体减小，随着固体颗粒位置向出口方向移动，在固体颗粒处压力波动幅度增大，膜厚整体减小：颗粒尺寸越大，膜厚越小：通过固体颗粒接触区后的压力随着相对间隙的减小而增大：同时考虑固体颗粒和粗糙度时，在固体颗粒处压力波动幅度增大，最小膜厚减小。
关键词：固体颗粒：水润消：飞龙轴承；热弹流中图分类号：TH133
ThermalElastohydrodynamicLubricationPropertyAnalysisof Water-lubricatedTenmatBearingConsideringDebrisandSurface
Roughness
WANGYouqiangDONGNingLIUQianHUANGXingbao
(School of Mechanical Engineering, Qingdao University of Technology, Qingdao 266520)
Abstract: The infinite line contact geometric model of bearing with debris is set up, and the Reynolds equation with debris is deduced. The effects of debris position, debris size and surface roughness on the pressure and film thickness are discussed by the numerical simulation when considering the effect of temperature, debris and roughness, compared with the corresponding thermal EHL analysis which without debris. The results show that, there is an obvious pressure build-up over the debris. The film thickness is decreased with debris. With the debris moving toward the exit, the pressure volatility increases, the overall film thickness decreases. The large the debris size, the smaller the film thickness. The pressure throughout the contact zone after the location of the stationary debris is increased with the relative gap decreases. When taking into account the debris and surface roughness, the pressure volatility increases, the minimum film thickness decreases.
Key words:debris;water lubrication; tenmat bearing: thermal EHL
摩擦表面也会发生弹性变形，导致楔形润滑膜的产
0前言
近几年来，随着人们环保意识的提高，开发新型的节能无污染产品得到前所未有的重视。水润滑轴承以水为工作介质，减少了以油为润滑介质的传统轴承对环境的污染。水润滑轴承是一种采用非金属材料作为摩擦副，采用水作为润滑介质的滑动轴承。在实际应用中，水润滑轴承即便是轻载情况下，
*国家自然科学基金(51575289)和青岛科技计划(12-1-4-4-(2)JCH)资助项目，20160311收到初稳，20161008收到能改势
万方数据
生，进而形成弹流润滑效应"。非金属材料轴承，如飞龙轴承，弹性模量远远低于金属的弹性模量，且其具有耐腐蚀、耐高温、良好的稳定性和低摩擦因数等特点，可以用于制作水润滑轴承。飞龙轴承在国外已广泛用于船舶、水电站、核电站、各种泵类等工业中。在船舶方面，全世界已经有超过5000 艘船舶安装了飞龙材料轴承。
滑动轴承在工作过程中常会出现一些微小杂质颗粒混入润滑介质而形成液固两相流润滑，这现象在实际应用中往往是不可避免的。湖泊、海