[發明專利]一種乏油工況下納米潤滑高速滾動軸承抗磨延壽方法

在審

• 申請號: 202110988091.4
• 申請日: 2021-08-26
• 公開（公告）號: CN113591253A
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 李軍寧;唐曉婕
• 申請（專利權）人: 西安工業大學
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/20;G06F119/04;G06F119/14
• 代理公司: 西安新思維專利商標事務所有限公司 61114
• 代理人: 黃秦芳

本發明涉及一種乏油工況下納米潤滑高速滾動軸承抗磨延壽方法，包括以下步驟：步驟一：納米潤滑混合油液制備；步驟二：基于蠕動泵定量供油系統的實驗系統改進；步驟三：乏油工況納米潤滑滾動軸承實驗方案設計；步驟四：納米潤滑混合油液作用下滾動軸承抗磨延壽實驗研究。本發明通過提出乏油狀態判據并將其應用到實驗研究方面，獲得高性能滾動軸承抗磨增壽方案，可為高速滾動軸承服役性能的提升提供重要參考。

技術領域

本發明屬于高速滾動軸承技術領域，具體涉及一種乏油工況下納米潤滑高速滾動軸承抗磨延壽方法。

背景技術

高性能滾動軸承作為航空發動機等重大裝備的關鍵部件，其性能的好壞將直接影響到整機的實際工作性能。滾動軸承面臨磨損失效等現實問題，其常規處理方法一般為：對于正常疲勞失效說明其軸承的壽命不能滿足使用要求則需更換更高性能的軸承；對于腐蝕等引發的失效通常需排除軸承中的誘發腐蝕的液體或改善密封；對于潤滑使用不當引發的失效，則需更換潤滑油。

在乏油工況下高速滾動軸承經常面臨打滑及磨損失效問題，普通的油潤滑方式將會使滾動軸承產生較為嚴重的磨損。

發明內容

本發明提供了一種乏油工況下納米潤滑高速滾動軸承抗磨延壽方法，解決現有技術中的問題。

為了達到上述目的，本發明的技術方案如下：

一種乏油工況下納米潤滑高速滾動軸承抗磨延壽方法，包括以下步驟：

滾動軸承接觸區兩表面攜帶納米潤滑混合液的質量流量為：

m_x＝ρ(h_au₁+h_bu₂)

式中，ρ為潤滑油密度，h_a、h_b分別為彈流接觸區兩表面油層厚度，u₁、u₂為內圈滾道與滾子之間接觸點表面平均速度；

將質量流量轉化成體積流量為：

式中，m_x為質量流量，ρ為潤滑油密度；

線接觸等溫彈流潤滑為：

式中，p為壓力,h為膜厚,η和ρ分別為潤滑油的粘度和密度；

在乏油工況下，將納米潤滑混合液流量與線接觸等溫彈流潤滑相結合，建立滾動軸承接觸區油膜厚度和油膜壓力分析模型，分析不同工況、體積流量參數作用下滾動軸承接觸區油膜厚度h的變化規律；

當油膜厚度減小至摩擦副兩表面粗糙峰直接接觸時即為潤滑失效，采用膜厚比λ作為乏油狀態的判斷標準：

式中，h為油膜厚度和油膜壓力分析模型所得到的不同工況、供油量條件下潤滑油膜厚度，R₁和R₂分別是摩擦副兩表面的粗糙度；

通過改變不同工況、供油量以獲得不同λ數值，進而對應不同的乏油狀態。

進一步的，在特定乏油狀態下，調節高速滾動軸承試驗機內圈轉速，工況設定為0～9000r/min進行實驗，分別得到其摩擦系數、磨損量及溫升指數，分析數據獲得其摩擦磨損時變規律，進而獲得高速滾動軸承在乏油工況下的減磨增壽方法。

進一步的，在特定乏油狀態下，調節高速滾動軸承試驗機徑向載荷，工況設定為0～9000N進行實驗，進而得到載荷的單一因素不同數值對滾動軸承摩擦系數、磨損量、溫度等變化規律的影響機制，進而獲得高速滾動軸承在乏油工況下的減磨增壽方法。