【摘 要】
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滚动轴承在贫油润滑的恶劣工况下通常会发生干摩擦而失效,影响了机械传动系统的正常运转及工作寿命。磁流体作为一种可被定位的磁性功能材料,兼具耐磨减摩、导热性好、承载力强等多种优良性能,已经被广泛应用于滑动轴承中。但是,目前对于磁流体在滚动润滑领域的研究却甚少。本文提出了一种基于磁流体润滑的滚动轴承的设计方案,以提高轴承在贫油润滑条件下的工作寿命。首先,选用不锈钢轴承初步探索了磁流体在磁场环境中的抑制离
【基金项目】
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国家自然科学基金“极端环境中磁控定域润滑基础研究”,NO.51875278
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滚动轴承在贫油润滑的恶劣工况下通常会发生干摩擦而失效,影响了机械传动系统的正常运转及工作寿命。磁流体作为一种可被定位的磁性功能材料,兼具耐磨减摩、导热性好、承载力强等多种优良性能,已经被广泛应用于滑动轴承中。但是,目前对于磁流体在滚动润滑领域的研究却甚少。本文提出了一种基于磁流体润滑的滚动轴承的设计方案,以提高轴承在贫油润滑条件下的工作寿命。首先,选用不锈钢轴承初步探索了磁流体在磁场环境中的抑制离心能力及滚动润滑性能;然后,通过理论分析与有限元仿真,设计了基于推力球轴承的磁路结构,并加入磁流体观测验证了磁路结构的可行性;最后,分别通过摩擦实验及密封试验评价了该磁流体滚动轴承的贫油润滑性能及自密封性能。全文得到的主要结论如下:（1）与基载液相比,磁流体在磁场作用下的定域效果显著;而在无磁场作用时,采用磁流体润滑的滚动轴承在减摩、耐磨方面已初步体现出优势。（2）所设计的磁流体轴承形成了封闭的磁回路结构,且在轴承接触区域达到了磁通密度峰值。因此,磁流体可以稳定地吸附在接触区域并伴随滚动体运动,进而形成持久润滑。（3）实验过程中,在合适的外磁场作用下,相比于基载液,采用磁流体作为润滑介质时可使得该滚动轴承的贫油润滑寿命提高4倍以上。（4）所设计的磁流体滚动轴承具有自密封能力,这将进一步简化在装配体中复杂的密封结构。
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