凸度滚子重载变速工况弹流润滑的实验研究.pdf

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1、2010年10月润滑与密封Oct．2010第35卷第10期LUBRICAT10NENGINEERINGVo1．35No．10IN)I：10．3969／j．issn．0254—0150．2010．10．012凸度滚子重载变速工况弹流润滑的实验研究华同曙丁璐璐陈晓阳丁建宁(1．常州大学低维材料微纳器件与系统研究中心江苏常州213164；2．上海大学轴承研究室上海200072)摘要：用线接触光弹流实验装置，对数凸度滚子重载变速工况进行实验研究。实验时载荷为0．92GPa，滚子的卷吸速度按正弦规律变化。结果表明：重载

2、变速工况下润滑油膜的变化受到挤压效应和楔形效应的作用，呈现明显的马蹄形弹流特征，滚子端部出现闭合效应；当载荷足够大时，对数凸型滚子弹流润滑状态下的油膜沿轴向分布也会呈现不均匀，出现明显的“边缘效应”。因此在对滚子轮廓的凸度量设计时，需要考虑滚子轴向的最大接触应力，工作时的载荷{3不应大于这个值。关键词：凸度滚子；重载变速；边缘效应；闭合效应中图分类号：TH117文献标识码：A文章编号：0254—0150(2010)10—046—3ExperimentalInvestigationforCylindricalR

3、ollerOfEHLunderHeavyLoadandVaryingEntrainmentHuaTongshu。。DingLuluChenXiaoyangDingJianning(1．CenterofLow—DimensionMaterialMicro／NanoDeviceandSystem，ChangzhouUniversity，ChangzhouJiangsu213164，China；2．ResearchInstituteofBearings，ShanghaiUniversity，Shanghai2000

4、72，China)Abstract：Experimentswerecarriedouttostudyfinitelinecontactcrownrollerunderheavyloadandvaryingentrain—mentwithopticalEHLexperimentaldevice．Experimentalloadis0．92GPaandrollerentrainmentspeedvariesbysinelaw．Theresultsshowthatfilmthicknessandshapechang

5、esoffinitelinecontactcrownrollerarecausedbysqueezingandwedgeeffectthatthereareobviousfeaturesofhorseshoe—shapedEHLandtheendclosureisdisplayedininterferograms．Astheloadisheavyenough．thefilmpresentsunevendistributionalongtheaxialandthe“edgeeffect”．Themaximuma

6、xialmilercontactstressshouldbedeterminedinthedesignofrollerprofile．andtheloadatworkshouldnotexceedthisvalue．Keywords：crownroller；heavyloadandvaryingentrainment；edgeeffects；theendclosure确定润滑接触区的油膜厚度及其几何形态是摩擦常常发生早期失效。一般认为Lundberg对数凸型滚学科学的研究中最为重要的课题之一，因为它决定着子能

7、消除“边缘效应”，在设计载荷作用下接触压力一对相对运动材料表面的接近程度以及它们之间的接沿轴向分布均匀。触应力及其分布，从而对系统的摩擦、磨损和疲劳失Wymer等早在1974年就根据光干涉原理对有效起着支配性的作用⋯。随着科学技术的不断进步，限长弹流稳态问题进行了实验研究，但是由于受到实很多工程机械零件都处在重载、非稳态变速工况中。验装置在结构方面的复杂性和较大的技术难度所限润滑表面所处的工况条件不断变化必然会引起油膜的制，迄今为止有关重载非稳态弹流润滑条件下线接触动态效应，进而使得油膜形状和接触应力分布不同

8、。滚子的光弹流实验研究还是很少，目前光弹流实验大受到重载变速等因素的影响，挤压效应和动压效应都多数都是关于点接触的。而对于有限长线接触问将成为重要的成膜方式。同时，实际圆柱滚子线接触题主要采用数值解法来解决。为了实际地考察机副只能是有限长，其端部与中部的油膜厚度及接触应器零件润滑状况的问题，本文作者在已经成功研发的力分布差别很大；根据弹性理论分析，在一对线接触光弹流油膜测量实验装置上”，开展了重载变