缸套旋转抛物面形微坑织构参数优化研究.pdf

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1、2015年4月润滑与密封Apr．2015第40卷第4期LUBRICATIONENGINEERINGVo1．40No．4DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2015．04．012缸套旋转抛物面形微坑织构参数优化研究王建青祝锡晶柯敏(中北大学山西省先进制造技术重点实验室山西太原030051)摘要：在缸套表面制备旋转抛物面形微坑织构，在经典雷诺方程的基础上对微坑一缸套一活塞环系统进行研究．建立微坑动压分布函数。采用Matlab软件分析微坑深度、坑口半径对旋转抛物面形微坑润滑性能的影响。结果表

2、明．随着微坑深度、坑口半径增大，平均油膜承载力呈现先增大后减小趋势，活塞环所受平均剪切应力呈现逐渐减小并趋于稳定，这是因为活塞相对缸套运动过程中，微坑区域内的楔形效应、空化效应导致了平均油膜承载力和平均剪切应力的波动。通过研究得到了旋转抛物面形微坑优化参数。关键词：缸套；活塞环；微坑；流体动压润滑中图分类号：TH117．2文献标识码：A文章编号：0254—0150(2015)4—054—4ParametersOptimizationofCylinderRotatingParabolicMicro-pitsW

3、angJianqingZhuXijingKeMin(KeyLaboratoryforAMTofShanxi，NorthUniversityofChina，TaiyuanShanxi030051，China)Abstract：Therotatingparabolicmicro-pitwerepreparedinthecylindersurface．Therotatingparabolicmicro-pits·lin—er—pistonringsystemwasstudiedbasedontheclassicR

4、eynoldsequationandthemicro-pitsdynamicpressuredistributionfunctionwasestablished．Theimpactofmicro-pitsdepthandradiusonthelubricatingpropertiesoftherotatingparabolicmicro-pitwasanalyzedbyusingMatlabsoftware．Theresultsshowthat，alongwiththeincreasingofmicro-p

5、itdepthandpitradius，theaveragefilmbearingcapacityisincreasedatfirstthendecreased，theaverageshearstressisgraduallyde—creasedandtendstobeastablevalue．Itisbecausethewedgeeffect，cavitationinthemicro-pitarealeadstothefluctua-tionsofaverageoilfilmbearingcapacity

6、andaverageshearstressduringthemovementprocessofthepistonrelativetothecylinderliner．Theoptimizationparametersofrotatingparabolicmicro-pitsareachieved．Keywords：cylinder；pistonring；micro—pits；hydrodynamiclubrication表面织构技术是对摩擦副表面进行加工．使其具状态下织构布置位置、深度和半径显著影响轴承的润

7、有特定形状、尺寸、排列规则的表面形貌。该技术能滑性能，深径比对润滑性能无明显影响。柯敏等大幅提高摩擦副的承载能力。改善运动部件间的润滑人_1。。研究发现：椭球形、圆锥形、球形及椭圆抛物状况。降低运动部件的摩擦磨损，已应用在机械密面形微坑中，旋转抛物面(坑口为圆形的椭圆抛物封、缸套、滑动轴承等众多领域[1-6]。如Etsion¨7系面)形微坑润滑效果最佳。本文作者对旋转抛物面统研究了机械密封的表面织构。证实微坑的深度、直形微坑一缸套一活塞环系统进行建模．采用Matlab软径和密度是反映表面织构减摩性能的主要参

8、数。尹必件进行了数值模拟，分析各结构参数对动压润滑性能峰等_8将激光表面织构技术应用于发动机缸套表面的影响，以期实现对旋转抛物面形微坑参数优化。后，缸套的润滑摩擦性能得到改善，且凹腔织构效果1模型建立优于沟槽织构效果。雷渡民和王素华『9研究了带有织相对于缸套而言，微坑尺寸很小．故可以将缸套一构的滑动轴承的承载能力和摩擦因数，发现混合润滑活塞环润滑看成是平面润滑。假设微坑均匀分布于缸套表面，相邻微坑在润滑过程中互不