水潤滑橡膠合金軸承接觸及潤滑特性分析.pdf

1、對于水潤滑橡膠合金軸承，低粘度的潤滑介質和橡膠襯層特殊的材料性質，使得其潤滑機理較一般油潤滑金屬滑動軸承產生了很大的差異。多溝槽的幾何結構，加上水的粘性小，水潤滑橡膠合金軸承中水膜的壓力普遍較低。但由于橡膠材料的彈性模量較小，在較低的水膜壓力下會產生明顯的變形，從而對潤滑水膜的厚度和形狀將產生顯著的影響，并進一步影響水膜中的壓力分布。因此，對水潤滑橡膠合金軸承潤滑機理的研究上，既要考慮多曲面、多溝槽的幾何結構，也要充分考慮襯層材料性能對

2、潤滑性能的影響。
　　 為了了解水潤滑橡膠合金軸承在重載、干摩擦狀態(tài)下的潤滑特性，論文利用有限元方法對不同載荷、不同摩擦系數條件下的水潤滑橡膠合金軸承進行了動態(tài)接觸分析。計算的結果表明，由于摩擦力的存在，最大接觸應力、最大接觸位移和最大接觸應變一般出現在軸承兩端或底部板塊沿旋轉方向下游的區(qū)域。
　　 之后，采用直接流固耦合求解方法從全周向尺度對水潤滑橡膠合金軸承進行了潤滑性能分析。首先從水潤滑橡膠合金軸承的特殊性出發(fā)，結

3、合Navier-Stokes方程和彈性變形等理論，建立了水潤滑橡膠合金軸承的潤滑求解模型，對不同偏心率、不同轉速下的水潤滑橡膠合金軸承進行了數值仿真，得到了不同狀態(tài)下的水膜壓力分布、橡膠變形分布規(guī)律，并在此基礎上計算了相應的水膜厚度分布、承載能力和摩擦系數。接著，從過渡圓弧尺寸、橡膠襯層厚度和襯層材料性能幾個方面出發(fā)，研究了不同因素對水潤滑橡膠合金軸承潤滑性能的影響。
　　 流固耦合的求解結果表明，在偏心率小于等于1的情況下，水

4、潤滑橡膠合金軸承的承載能力普遍較低（計算范圍內的最大比壓約為0.08MPa）；采用較小的過渡圓弧尺寸會增加收斂楔形的長度，從而有利于承載能力的提高；在偏心率較大的情況下，較小的襯層厚度有助于水膜壓力的提高，其承載能力也相應增大；在軸承剛性間隙相同的條件下，襯層材料彈性模量越低，對應的水膜厚度越厚，但承載能力也會相應降低。
　　 本文內容是國家自然科學基金面上項目“大尺寸高比壓水潤滑軸承的創(chuàng)新設計理論與方法”（項目編號：50775