Page 75 - 摩擦学学报2025年第8期

第 8 期 王保民, 等: 球轴承内圈织构表面润滑油滴润湿铺展行为研究 1173

0.70 a. 油滴在轴承内圈滚道织构表面的铺展符合

2.8 Circumferential 0.60 Wenzel状态，织构使油滴在轴承内圈滚道表面的接触
Axial spreading length, L V
Spreading length, L/mm 2.0 0.50 Spreading area, S/mm 2 角减小、铺展长度和铺展面积增大，提高了滚道表面
spreading length, L P
2.4
Spreading area, S
的润湿性.
1.6
0.40
b. 在旋转内圈滚道表面，织构对润滑油起到存储
1.2
0.8
增大，形成更加持续的润滑薄膜，有利于改善轴承内
0.4 0.30 和滞留作用，使内圈滚道表面润滑油增加、铺展面积
0.20
0.0 圈润滑状况.
20 40 68 100 120
Viscosity of lubricating oil/(mm /s) c. 轴承转速越高、织构间距越小、润滑油黏度越
2
Fig. 21 Spread of lubricating oil droplets with different 小以及油滴初速度越大，润滑油在旋转滚道表面的铺
viscosity on inner raceway textured surface 展面积越大；随着织构深度的增大，油滴铺展面积先
图 21 不同黏度润滑油滴在织构化内圈滚道表面铺展情况
增大后减小，40 μm是织构的最佳深度.
2.2.5 油滴速度对内圈滚道织构表面铺展行为的影响 参 考 文 献
当轴承运行转速为3 000 r/min、润滑油黏度为 [ 1 ] Shuai Qiqi, Chen Xiaoyang, Chen Shijin, et al. Influences of preload
2
68 mm /s、织构间距300 μm、织构深度40 μm时，不同 methods on internal mechanical characteristics of angular contact
初速度的润滑油液滴在滚道织构表面的铺展情况如 ball bearings under elastohydrodynamic lubrication[J]. Tribology,
图22所示. 可以看到，随着油滴初速度的提高，液滴轴 2022, 42(1): 85–94 (in Chinese) [帅琪琪, 陈晓阳, 陈世金, 等. 预紧
方式对弹流润滑下角接触球轴承内部力学特性的影响[J]. 摩擦学
向铺展长度L 逐渐增大，而液滴周向铺展长度L 逐渐
P
V
学报, 2022, 42(1): 85–94]. doi: 10.16078/j.tribology.2020280.
减小，油滴的铺展面积也逐渐增大. 这是因为当油滴
[ 2 ] Yuan Dujuan, Chen Xiaoyang, Li Qingqing, et al. Effects of
撞击织构表面时，较高动能的油滴在固体表面碰撞时
installation directions on dynamic characteristics of cage to angular
变形量更大，润滑油和滚道接触面积增大，在黏附力
contact ball bearing[J]. Tribology, 2022, 42(4): 822–831 (in
的作用下，使得油滴更容易铺展开来. Chinese) [袁杜娟, 陈晓阳, 李清清, 等. 安装方向对角接触球轴承
保持架动态特性的影响[J]. 摩擦学学报, 2022, 42(4): 822–831].
0.65

2.8 Axial spreading length, L V doi: 10.16078/j.tribology.2021048.
Circumferential 0.60 [ 3 ] Gao Feng, Jia Weitao, Li Yan, et al. Analysis and experimental
2.4
spreading length, L P
Spreading length, L/mm 2.0 0.50 Spreading area, S/mm 2 [ 4 ] motorized spindle bearing under oil–air lubrication[J]. Journal of
Spreading area, S
0.55
research on the fluid–solid coupled heat transfer of high-speed
1.6
0.45
Tribology, 2021, 143(7): 071801. doi: 10.1115/1.4048883.
1.2
0.40
Bai Zongyi, Han Yiming, Li Xinming, et al. The film formation law
0.8
0.35
0.4
Tribology, 2024, 44(6): 729–740 (in Chinese) [柏宗意, 韩一鸣, 栗
0.25
0.0 0.30 of point contact sliding-reciprocating spin motion lubrication[J].
心明, 等. 点接触滑动-往复自旋运动润滑成膜规律研究[J]. 摩擦
1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
Initial velocity of droplet, v/(m/s) 学学报(中英文), 2024, 44(6): 729–740]. doi: 10.16078/j.tribology.
2023022.
Fig. 22 Spread of lubricant oil droplets with different initial
velocities on inner raceway textured surface [ 5 ] Zhao Qiancheng, Cao Wenhui, Song Junjie, et al. Preparation of
图 22 不同初速度的润滑油滴在织构化内圈滚道表面 MoS 2 thin films on textured surfaces of titanium alloy and study of
铺展情况
fretting tribological performance[J]. Tribology, 2024, 44(6): 842–
853 (in Chinese) [赵乾程, 曹文辉, 宋俊杰, 等. 织构化钛合金表面
3 结 论 MoS 2 薄膜的制备及其微动摩擦学性能研究[J]. 摩擦学学报(中英
本文中使用VOF方法对比分析了油滴在常规内 文), 2024, 44(6): 842–853]. doi: 10.16078/j.tribology.2023030.
[ 6 ] Wang Baomin, Zhao Ruiping, Huang Guilin, et al. Numerical
圈滚道和织构化内圈滚道的润湿和铺展行为，探究了
analysis of the cavitation effect of asymmetric micro-texture in
不同工况参数对滚道表面润湿性的影响，并通过液滴
sliding friction pair surface[J]. Tribology, 2024, 44(7): 937–946 (in
动态试验和接触角测量试验验证了该数值方法的正 Chinese) [王保民, 赵瑞平, 黄贵林, 等. 滑动摩擦副表面非对称微
确性，得到以下结论： 织构空化效应数值分析[J]. 摩擦学学报(中英文), 2024, 44(7):