混合陶瓷球轴承的热混合润滑性能分析

来源：机械工程学报杂志2024年第15期北京时间：

作者：朱鹏娟, 刘晓玲, 周亚林, 何文卓, 郭峰

单位：青岛理工大学机械与汽车工程学院 青岛 266520

摘要：轴承工业将陶瓷用于航空、机床主轴等极端条件，为研究混合陶瓷球轴承的混合润滑机制，在拟静力学建模及分析的基础上，基于平均流量模型，建立了混合陶瓷角接触球轴承的热混合润滑模型，采用膜厚比与粗糙峰接触载荷比相结合的方法判断各滚动体的润滑状态，并研究了热效应、接触角和环境黏度对混合润滑性能的影响。结果表明：热条件下的油膜厚度、平均摩擦系数要比等温条件下的小。与钢制轴承相比，混合陶瓷球轴承的接触工况更好，更适合在高速条件工作；当λ <1且La>4.6%，接触副处于边界润滑状态；当λ ≥ 1且La ≤ 4.6%，接触副处于混合润滑状态。单一滚动体-套圈接触不能全面反映轴承的润滑性能，需要基于拟静力学进行多个滚动体的混合润滑分析，以准确判断轴承的混合润滑性能。存在一合适的接触角，使得角接触球轴承的混合润滑性能最佳。润滑油环境黏度越高，平均摩擦系数越小，润滑状态由边界润滑向混合润滑过渡。较钢制球轴承，混合陶瓷球轴承可以减小摩擦系数，但会增大粗糙峰接触载荷。

关键词：混合润滑,拟静力学,混合陶瓷球轴承,热效应；

基金资助：国家自然科学基金(51475250)和泰山学者人才工程(NO.TS20190943)资助项目。