圓柱滾子軸承織構(gòu)化內(nèi)圈擋邊摩擦特性研究.pdf

1、圓柱滾子軸承摩擦力矩低，負(fù)荷能力大，同時適合高速旋轉(zhuǎn)，并且內(nèi)圈或外圈帶擋邊的滾子軸承又可承受一定的軸向載荷，因而在工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛的運(yùn)用。由于表面織構(gòu)可明顯改善摩擦副的摩擦潤滑性能，故本文將其應(yīng)用到圓柱滾子軸承內(nèi)圈擋邊，通過在內(nèi)圈擋邊制備表面織構(gòu)來減小內(nèi)圈擋邊—滾子端面摩擦副的摩擦生熱、擦傷磨損，以提高圓柱滾子的軸向承載能力及使用壽命和可靠性。
　　本文從理論及試驗(yàn)的角度進(jìn)行研究。首先，基于 Reynolds方程建立了圓柱滾子軸

2、承內(nèi)圈擋邊-滾子端面的潤滑計算模型；采用有限差分法對數(shù)學(xué)模型進(jìn)行離散，利用數(shù)值計算方法分析工況條件和表面織構(gòu)參數(shù)中微凹坑的面積率、深度和直徑等因素對擋邊—滾子摩擦副摩擦性能的影響。結(jié)果表明：圓柱形微凹坑可明顯改善滾子端面—內(nèi)圈擋邊的油膜壓力分布，設(shè)計合理的織構(gòu)參數(shù)可減小滾子端面與套圈擋邊的摩擦因數(shù)；最優(yōu)微凹坑面積率隨織構(gòu)深度和直徑的增大而增大；最優(yōu)微凹坑深度隨織構(gòu)直徑的增大而減小，不同微凹坑面積率下最優(yōu)微凹坑深度的變化較??；工況條件方面

3、，在一定的范圍內(nèi)載荷增大更有利于織構(gòu)發(fā)揮出減摩效果；轉(zhuǎn)速對最優(yōu)微凹坑面積率的影響較小。
　　其次，對現(xiàn)有軸承性能測試平臺進(jìn)行改造，設(shè)計了軸向加載裝置及噴油潤滑系統(tǒng)；以 NJ209EM圓柱滾子軸承為例進(jìn)行了試驗(yàn)研究，通過溫升變化測試軸承擋邊油膜潤滑的效果。結(jié)果表明：在軸向載荷為60N，轉(zhuǎn)速為3000r/min，內(nèi)圈擋邊分布直徑為0.5mm，深度為20μm，面積率為52.45％的圓柱形微凹坑時，與擋邊未織構(gòu)化軸承相比最高軸承溫升降幅可