【摘 要】
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滑动轴承作为重要的支撑零件广泛应用于旋转机械中,重型设备中轴承往往工作在大偏心工况下,油膜厚度减小,当与轴承表面粗糙度大小相近时,极易出现粗糙峰的接触,从而使轴承处于混合润滑状态。与此同时,轴承弹性变形及润滑油热效应也会影响润滑状态及摩擦特性。因此,有必要对大偏心工况下滑动轴承混合润滑热弹流特性开展研究,为重载滑动轴承设计提供有益的参考。本文以大偏心工况下滑动轴承为研究对象,对其润滑特性开展系统的
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滑动轴承作为重要的支撑零件广泛应用于旋转机械中,重型设备中轴承往往工作在大偏心工况下,油膜厚度减小,当与轴承表面粗糙度大小相近时,极易出现粗糙峰的接触,从而使轴承处于混合润滑状态。与此同时,轴承弹性变形及润滑油热效应也会影响润滑状态及摩擦特性。因此,有必要对大偏心工况下滑动轴承混合润滑热弹流特性开展研究,为重载滑动轴承设计提供有益的参考。本文以大偏心工况下滑动轴承为研究对象,对其润滑特性开展系统的理论分析与实验研究。主要研究内容为:基于流体润滑理论建立了耦合平均流量广义雷诺方程、油膜能量方程及轴瓦热传导方程的混合润滑热弹流特性分析模型,该模型考虑了热效应、轴承弹性变形、粗糙峰接触及黏温-黏压关系因素的影响。在此基础之上,建立了计入轴颈倾斜的数学模型,分析其对轴承特性的影响。采用有限差分法对数学模型离散,编写C语言程序并计算,得到不同工况下油膜压力场、接触压力及温度场分布;分析了热效应、弹性变形及轴颈倾斜等因素对润滑状态转变及轴承特性的影响规律;基于改进的HS-A型液体动压滑动轴承实验台,搭建了温度测量装置,测量不同润滑状态下温度与承载特性,验证理论模型的合理性。理论与实验结果表明:（1）热效应和轴颈倾斜使轴承更易出现混合润滑;弹性变形的作用减小了粗糙峰的接触载荷。（2）滑动轴承处于大偏心工况时,粗糙峰的接触使摩擦热增加,且在最小油膜处形成温度峰值;热效应和轴承弹性变形使得接触压力峰值集中在轴承两端,承载能力和摩擦力均有所下降。（3）轴颈倾斜使轴承的压力场、温度场、油膜厚度和弹性变形量沿轴向呈非对称分布,且存在明显的端面效应;在一定范围内,随着倾斜角度的增大,摩擦力和端泄流量明显增大。（4）实验研究中,载荷较大时轴承处于混合润滑状态,升高转速和载荷时润滑油相应的压力和温度值会增大,最小油膜厚度附近温度值较高。理论计算与实验结果趋势一致,吻合度较好。
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