Page 84 - 《摩擦学学报》2020年第3期

350 摩 擦 学 学 报 第 40 卷

0.5 0.4
Hoil=0.15 μm
Hoil=0.15 μm
Hoil=0.20 μm
Hoil=0.20 μm
0.4 Hoil=0.25 μm
Hoil=0.25 μm
Fullly oil supply
0.3 Fullly oil supply
0.3
p/GPa h f /μm
0.2 Hoil=0.15 μm
Hoil=0.20 μm 0.2
Hoil=0.25 μm
0.1 Fullly oil supply
0.0 0.1
−30 −20 −10 0 10 20 30 −30 −20 −10 0 10 20 30
Y Y
(a) Pressure (b) Film thickness

Fig. 6 Effect of oil supply on lubrication performance of X= 0
图 6 供油量对X=0截面润滑性能的影响

[1]
无限长线接触弹流的润滑特性相似 . 向压力分布向轴向中部集中程度不如前者显著.
沿滚子轴线方向，随供油量的增加直至达到充分 乏油时的凸度量设计结果将小于充分供油润滑
供油润滑的过程中，由图6(a)可见：中部压力略有增大 的凸度量设计结果. 由于乏油润滑介于充分供油润滑
但变化不显著，端部压力则显著增大逐渐出现压力的 与干接触之间，故这一结论也验证了他人早年的考虑
边缘效应；由图6(b)可见：膜厚的轴向颈缩趋于显著， 弹流润滑工况时所设计的滚子凸度量会大于干接触
[8]
[6]
端部闭合效应 逐渐建立. 工况下设计的滚子凸度量 之结论. 极端乏油将趋近
边缘效应以及为消除边缘效应而提出的凸度设 于干接触，进而凸度量趋近于根据静弹性理论推得的
计是有限长线接触研究的特有内容，已有的凸度设计 Lundberg对数轮廓即凸度系数 δ= 1. 可见在凸度设计
研究只考虑了凸形凸度几何参数、载荷速度等工况参 中，除了考虑工况参数外，还应将供油量考虑在内，这
数，以及润滑油黏度密度等物性参数，没有考虑供油 将丰富凸度设计的内容.
[11]
量的影响 . 上述结果表明，在同一凸度量下供油量
4 结论
会影响边缘效应的强弱，进而将影响到凸度设计的结
果. 随供油量的增加，压力的边缘效应趋于显著，考虑 a. 在滚子中部，供油量对对数滚子润滑特性的影
到增大凸度量可以降低压力的边缘效应 ，因此供油 响与无限长线接触弹流的结果相似，即随供油量的增
[10]
量越大，需要的凸度量也有增大的趋势. 为证实上述 加，在卷吸速度方向二次压力峰增大，位置向入口区
分析，分别取为h =0.25 μm和充分供油，以图6的工况 方向移动；膜厚增大，油膜起始位置逐渐从靠近接触
oil
参数为基础，将凸度系数分别取为1、1.2、1.5和3，比较 区中部向入口区方向移动直至充分供油润滑时铺满
不同供油条件下凸度量对压力边缘效应的影响，计算 入口间隙.
结果见图7. 可以看出：对应于同一凸度量，充分供油 b. 在滚子轴向，随乏油程度的加强，滚子端部的
时的边缘效应大于乏油工况[图7(a~c)]，Lundberg轮廓 压力边缘效应减小且压力沿轴向分布有向中部收缩
在润滑条件下均出现边缘效应[图7(a)]，因此润滑条件 的趋势. 供油量将影响压力的边缘效应，因此，在凸度

下应取 δ>1即Lundberg轮廓的凸度量不足，这与已有 设计中除了考虑了凸形凸度几何参数、载荷速度等工
研究结论一致 ；充分供油时略大的凸度量与乏油工 况参数，以及润滑油黏度密度等物性参数外，还应考
[7]
况时略小的凸度量对压力的轴向分布规律影响有等 虑供油量的影响. 乏油时的凸度量设计结果将小于充
效性，例如 δ= 1.2时的乏油解与 δ= 1.5时的充分供油解 分供油润滑的凸度量设计结果.
的边缘效应是相似的[图7(b~c)]. 乏油时 δ= 1.5已消除 c. 随供油量的增加，膜厚沿滚子轴线方向逐渐由
边缘效应[图7(c)]，可作为当前工况的凸度量设计结 中部向端部增大，轴向颈缩逐步建立，直至形成膜厚
果；充分供油时 δ= 1.5仍有边缘效应，相应的凸度量设 的端部闭合效应达到充分供油润滑. 动压效应随供油
计结果应大于1.5. 当 δ= 3.0时，因凸度量偏大，乏油时 量的减小而减弱进而降低压力的边缘效应，是乏油与
的压力分布已明显向轴向中部集中，充分供油时的轴 充分供油工况凸度量设计结果不同的原因.