[發明專利]一種改善小滑滾比下線接觸流體潤滑的方法

有效

• 申請號: 201210231070.9
• 申請日: 2012-07-05
• 公開（公告）號: CN102705372A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 張永斌;袁虹娣;蔣學東;丁建寧;朱媛媛
• 申請（專利權）人: 張永斌
• 主分類號: F16C33/66
• 分類號: F16C33/66
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 顧伯興

技術領域

本發明涉及一種線接觸流體潤滑方法，尤其涉及一種改善小滑滾比下線接觸流體潤滑的方法。

背景技術

滾子軸承中的流體潤滑屬于小滑滾比下線接觸流體潤滑。要求這種潤滑摩擦系數低但保持足夠承載能力。同時，潤滑中的減摩降能耗耐磨損，即足夠厚潤滑油膜，也是滾子軸承中的關鍵技術問題，這對于提高滾子軸承潤滑品質、工作性能和延長滾子軸承壽命具有重要意義。

???目前，提高滾子軸承減摩耐磨能力、改善其潤滑的技術手段有：1、提高套圈和滾子表面硬度；2、精磨套圈滾道，拋光滾子表面；3、增加潤滑油粘度；4、潤滑油中加極壓添加劑。雖然這些技術手段常常能有效降低滾子軸承摩擦系數、減輕滾子軸承磨損、提高滾子軸承承載能力及壽命，但一旦遇到潤滑油膜在滾子、套圈滾道表面滑移，就會導致潤滑失效、摩擦系數增大、磨損加劇甚至軸承表面膠合，這些技術手段便顯得收效甚微。以此，滾子軸承等小滑滾比下線接觸流體潤滑面臨的技術難題是：1、如何防止或控制潤滑油膜界面滑移，保證潤滑油膜厚度，保證承載能力；2、如何進一步降低潤滑摩擦系數、減輕潤滑油膜摩擦發熱和溫升；3、如何減輕潤滑表面磨損。

有效解決以上提到的小滑滾比下線接觸流體潤滑中技術難題的思路是:?1、控制潤滑油膜界面滑移，保持甚至提高潤滑油膜厚度，即保持甚至提高承載能力；2、使潤滑油膜在特定接觸表面滑移，降低潤滑摩擦系數。

發明內容

針對小滑滾比下線接觸流體潤滑存在的技術難題，本發明提出一種運用在特定接觸表面設計潤滑油膜滑移來改善小滑滾比下線接觸流體潤滑的方法以實現有效地降低滾子軸承等小滑滾比下線接觸流體潤滑摩擦系數、摩擦能耗、摩擦溫升并有效提高這些流體潤滑品質、承載能力的目的。

本發明的技術方案為：一種改善小滑滾比下線接觸流體潤滑的方法，將形成反形接觸的兩個固體分別設為接觸體一與接觸體二，所述接觸體一與接觸體二所形成的線接觸區分為潤滑入口區（A）和赫茲接觸區（B），其特征在于包括如下步驟：

a.?接觸體一的表面與接觸體二的表面形成線接觸區，控制實際配對的接觸體一表面的圓周線速度（????????????????????????????????????????????????）大于實際配對的接觸體二表面的圓周線速度（），且滑滾比值S為=，無量綱滾動速度=，其中，是大氣壓下潤滑油粘度；

b.?在接觸體二表面上涂覆親油涂層，提高潤滑油-該親油涂層表面的界面剪切強度，使潤滑油膜在該親油涂層表面上都不發生滑移。

c.?在接觸體一與接觸體二的間隙中充滿潤滑油，在所述接觸體一和所述接觸體二的線接觸區控制施加的載荷（w），使其產生的最大赫茲接觸壓力不大于0.5GPa，從而形成所設計的線接觸流體潤滑。

進一步改進在于：在接觸體一整個表面涂覆一種涂層，使潤滑油膜在接觸體一的潤滑入口區接觸表面不發生滑移而使潤滑油膜在接觸體一的赫茲接觸區接觸表面發生滑移，具體設置為：在潤滑油膜壓力較低時，潤滑油膜與接觸體一的涂層表面間界面剪切強度不隨潤滑油膜壓力變化，取為定值，其無量綱值須滿足以下條件：

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其中，,，，，=，、?是與、、有關的查表可知的無量綱變量，是潤滑油的粘度-壓力指數，是線接觸區的載荷線密度，是線接觸流體潤滑中心膜厚。

作為本發明的優選實施例：在所述接觸體一的表面涂覆的涂層為經硅烷偶聯劑改性的云母粉涂層。

所述親油涂層優選二氧化鈦涂層或硅酸鋁涂層。

如圖1所示，小滑滾比下流體潤滑線接觸區，任何兩個反形接觸表面形成的線接觸均可等效為一個半徑為的彈性圓柱體與一個剛性平面的接觸，其中，、分別為兩配對表面曲率半徑，兩接觸體綜合楊氏彈性模量為，其中，、分別為兩配對表面泊松比，、分別為兩配對表面楊氏彈性模量。圓柱體的圓周線速度大于平面線速度，且滑滾比值=，這里、分別是兩實際配對的反形接觸表面圓周線速度。