3 种微织构对径向滑动轴承性能的影响 - 哈尔滨工业大学学报.pdf

第４８卷　 第 １期 哈　 尔　 滨　 工　 业　 大　 学　 学　 报 Ｖｏｌ４８ Ｎｏ１ 　 　 ２０ １６年１月 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＨＡＲＢＩＮ ＩＮＳＴＩＴＵＴＥ ＯＦ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ｊａｎ． ２０１６ 　 　 　 　 　 　 ｄｏｉ：１０．１１９１８／ ｊ．ｉｓｓｎ．０３６７⁃６２３４．２０１６．０１．０２４ ３种微织构对径向滑动轴承性能的影响 尹明虎，陈国定，高当成，王　 琳 （西北工业大学 机电学院，７１００７２ 西安） 摘　 要：为揭示表面微织构的几何参数及分布特征对滑动轴承性能的影响，建立具有方形、圆柱形和三角形织构的径向滑动 － 轴承三维有限元模型，在考虑空化效应和紊流影响的前提下，采用基于Ｎ Ｓ 方程的计算流体力学（ＣＦＤ）技术对模型进行仿 真，对比分析了不同微织构形状、分布位置、密度和尺寸下径向滑动轴承的性能． 结果表明：当微织构布置在滑动轴承主要承 载区时，可提高滑动轴承的承载能力，降低润滑油流量和摩擦系数；方形微织构对滑动轴承承载能力的提升作用最大；存在一 个最优的织构密度、宽度和宽深比，使轴承的承载能力最大． 合理的微织构设计可以有效提高滑动轴承的性能． 关键词：织构；径向滑动轴承；有限元方法；承载能力；摩擦系数 － － － 中图分类号：ＴＨ１１７．２ 文献标志码：Ａ 文章编号：０３６７ ６２３４（２０１６）０１ ０１５９ ０６ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｔｈｒｅｅ ｔｙｐｅｓ ｏｆ ｓｕｒｆａｃｅ ｔｅｘｔｕｒｅ ｏｎ ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓ ｏｆｊｏｕｒｎａｌ ｂｅａｒｉｎｇ ＹＩＮ Ｍｉｎｇｈｕ，ＣＨＥＮ Ｇｕｏｄｉｎｇ，ＧＡＯ Ｄａｎｇｃｈｅｎｇ，ＷＡＮＧ Ｌｉｎ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔｅｒｎ Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，７１００７２ Ｘｉ’ａｎ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏ ｒｅｖｅａｌ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｓｕｒｆａｃｅ ｔｅｘｔｕｒｅ ｏｎ ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓ ｏｆ ｊｏｕｒｎａｌ ｂｅａｒｉｎｇｓ，ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ⁃ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｍｏｄｅｌｓｏｆｊｏｕｒｎａｌｂｅａｒｉｎｇｗｉｔｈｃｉｒｃｕｌａｒ，ｓｑｕａｒｅｄａｎｄｔｒｉａｎｇｕｌａｒｔｅｘｔｕｒｅａｒｅｂｕｉｌｔ．ＴｈｅｍｏｄｅｌｓａｒｅｓｉｍｕｌａｔｅｄｗｉｔｈＣＦＤ ｍｅｔｈｏｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ Ｎａｖｉｅｒ⁃Ｓｔｏｋｅｓ ｅｑｕａｔｉｏｎ ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ ｔｈｅ ｃａｖｉｔａｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ ａｎｄ ｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅ ｅｆｆｅｃｔ， ａｎｄ ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓ ｏｆ ｊｏｕｒｎａｌ ｂｅａｒｉｎｇｓ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｅｘｔｕｒｅ ｓｈａｐｅ，ｌｏｃａｔｉｏｎ，ｄｅｎｓｉｔｙ ａｎｄ ｇｅｏｍｅｔｒｙ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ，ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｔｅｘｔｕｒｅ ｉｓ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｉｎ ｌｏａｄ ｃａｒｒｙｉｎｇ ｒｅｇｉｏｎ，ｔｈｅ ｌｏａｄ ｃａｒｒｙｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｙ ｏｆ ｊｏｕｒｎａｌ ｂｅａｒｉｎｇｃａｎｂｅｉｍｐｒｏｖｅｄ，ｔｈｅｆｌｕｉｄｆｌｏｗ ａｎｄｆｒｉｃｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｃａｎｂｅｒｅｄｕｃｅｄａｎｄｔｈｅｂｅａｒｉｎｇｗｉｔｈ ｓｑｕａｒｅｄ ｔｅｘｔｕｒｅ ｈａｓ ａ ｂｅｔｔｅｒ ｌｏａｄ ｃａｒｒｙｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｙ．