[发明专利]一种乏油工况下纳米润滑高速滚动轴承抗磨延寿方法

说明书

本发明涉及一种乏油工况下纳米润滑高速滚动轴承抗磨延寿方法，包括以下步骤：步骤一：纳米润滑混合油液制备；步骤二：基于蠕动泵定量供油系统的实验系统改进；步骤三：乏油工况纳米润滑滚动轴承实验方案设计；步骤四：纳米润滑混合油液作用下滚动轴承抗磨延寿实验研究。本发明通过提出乏油状态判据并将其应用到实验研究方面，获得高性能滚动轴承抗磨增寿方案，可为高速滚动轴承服役性能的提升提供重要参考。

技术领域

本发明属于高速滚动轴承技术领域，具体涉及一种乏油工况下纳米润滑高速滚动轴承抗磨延寿方法。

背景技术

高性能滚动轴承作为航空发动机等重大装备的关键部件，其性能的好坏将直接影响到整机的实际工作性能。滚动轴承面临磨损失效等现实问题，其常规处理方法一般为：对于正常疲劳失效说明其轴承的寿命不能满足使用要求则需更换更高性能的轴承；对于腐蚀等引发的失效通常需排除轴承中的诱发腐蚀的液体或改善密封；对于润滑使用不当引发的失效，则需更换润滑油。

在乏油工况下高速滚动轴承经常面临打滑及磨损失效问题，普通的油润滑方式将会使滚动轴承产生较为严重的磨损。

发明内容

本发明提供了一种乏油工况下纳米润滑高速滚动轴承抗磨延寿方法，解决现有技术中的问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种乏油工况下纳米润滑高速滚动轴承抗磨延寿方法，包括以下步骤：

滚动轴承接触区两表面携带纳米润滑混合液的质量流量为：

m_x＝ρ(h_au₁+h_bu₂)

式中，ρ为润滑油密度，h_a、h_b分别为弹流接触区两表面油层厚度，u₁、u₂为内圈滚道与滚子之间接触点表面平均速度；

将质量流量转化成体积流量为：

式中，m_x为质量流量，ρ为润滑油密度；

线接触等温弹流润滑为：

式中，p为压力,h为膜厚,η和ρ分别为润滑油的粘度和密度；

在乏油工况下，将纳米润滑混合液流量与线接触等温弹流润滑相结合，建立滚动轴承接触区油膜厚度和油膜压力分析模型，分析不同工况、体积流量参数作用下滚动轴承接触区油膜厚度h的变化规律；

当油膜厚度减小至摩擦副两表面粗糙峰直接接触时即为润滑失效，采用膜厚比λ作为乏油状态的判断标准：

式中，h为油膜厚度和油膜压力分析模型所得到的不同工况、供油量条件下润滑油膜厚度，R₁和R₂分别是摩擦副两表面的粗糙度；

通过改变不同工况、供油量以获得不同λ数值，进而对应不同的乏油状态。

进一步的，在特定乏油状态下，调节高速滚动轴承试验机内圈转速，工况设定为0～9000r/min进行实验，分别得到其摩擦系数、磨损量及温升指数，分析数据获得其摩擦磨损时变规律，进而获得高速滚动轴承在乏油工况下的减磨增寿方法。

进一步的，在特定乏油状态下，调节高速滚动轴承试验机径向载荷，工况设定为0～9000N进行实验，进而得到载荷的单一因素不同数值对滚动轴承摩擦系数、磨损量、温度等变化规律的影响机制，进而获得高速滚动轴承在乏油工况下的减磨增寿方法。