液壓缸活塞表面仿生微織構(gòu)的動(dòng)壓潤(rùn)滑性能研究.pdf

1、摩擦導(dǎo)致的能源消耗問(wèn)題是科學(xué)技術(shù)發(fā)展過(guò)程中不可避免的話題，仿生微織構(gòu)作為一種有效的減摩潤(rùn)滑方法已經(jīng)受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。本文以液壓缸活塞-缸筒摩擦副為研究對(duì)象，通過(guò)在活塞表面仿制動(dòng)植物的表面紋理來(lái)減少摩擦，提高液壓系統(tǒng)的頻響及穩(wěn)定性。
　　表面織構(gòu)技術(shù)是在摩擦副表面加工一定形貌、尺寸的規(guī)則陣列，以達(dá)到減少摩擦提高潤(rùn)滑性能的作用。為研究不同形貌的表面織構(gòu)，本文統(tǒng)一六種不同形貌表面織構(gòu)的面積比、深度等參數(shù)，通過(guò)基于Reynolds

2、方程的數(shù)值解法計(jì)算各形貌的摩擦學(xué)參數(shù)。通過(guò)分析可知橢圓形和圓形兩種形貌相對(duì)其他形貌具有更好的摩擦學(xué)性能。并對(duì)橢圓形織構(gòu)和圓形織構(gòu)的參數(shù)進(jìn)行分析，通過(guò)對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)橢圓形織構(gòu)的深度與長(zhǎng)軸比值在e1=0.05-0.06，短軸與長(zhǎng)軸比值e2=0.5時(shí)潤(rùn)滑性能最佳，且垂直排列方式相對(duì)于平行排列方式具有明顯的改善潤(rùn)滑作用。而圓形織構(gòu)的最佳深徑比e=0.03，最佳排列角度大約在α=70°，且橢圓形織構(gòu)的最佳面積比10％-15％要小于圓形織構(gòu)最佳面積比

3、15％-20％。另外，較大的活塞速度和較小的間隙油膜厚度的表面織構(gòu)油膜壓力更大，有助于潤(rùn)滑。
　　最后本文引入平均雷諾(Reynolds)方程，考慮在有粗糙度時(shí)表面織構(gòu)的潤(rùn)滑性能，通過(guò)分析可知隨著粗糙度σ在0.5-2um內(nèi)增加，橢圓形和圓形織構(gòu)的表面摩擦力和承載力都隨之增加，但摩擦力增加的幅度要大于承載力增加的幅度，故粗糙度越大時(shí)摩擦系數(shù)越大。同時(shí)，還得到當(dāng)粗糙度σ一定時(shí)，粗糙度方向參數(shù)γ會(huì)影響潤(rùn)滑油的流動(dòng);且隨著方向參數(shù)γ增大，