面接触边界润滑模型研究.pdf

2010年8月
润滑与密封
Aug,2010
第35卷第8期
LGBRICATION ENGINEERING
Vol. 35 No. 8
DOI:10.3969/j.issn.0254-0150.2010.08.010
面接触边界润滑模型研究
王憇祖汪刘一陈海波
(华南农业大学工程学院广东广州510642)
摘要:根据经典的热传导公式,求解面接触边界润滑条件下的接触温度,再根据吸附热和摩擦因数、接触温度之
间的关系建立一种求解边界润滑摩擦因数的模型。利用模型计算一个实例,通过分析发现,在载荷较低时,摩擦因数随8
滑动速度或载荷的变化变动很小,载荷较高时,摩擦因数随滑动速度或载荷的增大而增加;摩擦因数随接触温度的增加
而增加;相对油亏量和摩擦因数有着基本一致的变化规律。通过在自制滑块-摩擦盘机构上的实验证实,实验结果和理
论结果有相似的变化规律
关键词:边界润滑;相对油亏量;摩擦因数;接触温度
中图分类号:TH17.2文献标识码:A文章编号:0254-0150(2010)8-036-3
Study on Model of Boundary Lubrication in Surface Contact
Wang Weizu Wang Liuyi Chen Haibo
College of Engineering, South China Agricultural University, Guangzhou Gunagdong 510642, China)
Abstract: The contact temperature of boundary lubrication in surface contact was calculated according to classic heat
conduction theory. A model was developed based on the relationship of adsorption heat, friction coefficient and contact
temperature. An example was calculated and analyzed by the model. The results show that when the load is relatively
small, the friction coefficient fluctuates in a small range according to the change of the sliding speed and the load. When
the load is relatively high, the increase of the sliding speed or the load leads to the increase of the friction coefficient. The
friction coefficient increases with the increase of contact temperature. The relative deficiency of oil has almost the same
change trend of the friction coefficient. Tests were carried out on a self-designed slider-on-disk machine. The experimental
results shows good coincidence with the theoretical results
Keywords: boundary lubrication; relative deficiency of oil; friction coefficient; contact temperature
润滑是降低摩擦和减小磨损的最有效手段,但在和经典导热学的相关理论,对面接触情况下的边界润滑
某些场合,比如低速和重载情况下,无法建立起流体进行了建模,并用该模型对一个例子做了计算和分析。
动压润滑或弹流润滑,此时起作用的是边界润滑,边
模型建立
界膜将两个摩擦副分开,减少了实际接触面积,从而
由于工程材料表面都具有一定的粗糙度,边界润滑
减少磨损
的润滑膜又极薄,粗糙峰在外载作用下会发生直接接触
所以想要计算边界润滑的摩擦因数,就要确定实和碰撞,导致粗糙峰的变形和温度的升高,摩擦过程
际接触面积的大小。Lo和Tsai对于边界膜接触面中,随着摩擦副的相对移动,边界膜的吸附和解吸附是
积进行了实时观测,并计算出真实接触面积的大小;同时发生的,吸附过程需要一定时间,所以,边界润滑
Lo和Yang2对滑动接触的边界/混合润滑建立了一种的接触面部分被边界膜覆盖,部分则是直接接触。
微楔形模型,该模型通过考虑粗糙峰的相互接触及变
设直接接触时的摩擦因数为μ。,边界膜的摩擦
形造成的多种效应,对雷诺方程进行了修正,并计算因数以。,边界润滑摩擦因数为μ,根据 Bowden和
了真实接触面积和摩擦因数;Wang等的研究将界 Tabor的分析,有以下关系。
面分成直接接触和润滑膜接触2个部分进行了计算。
=Vm+ル
本文作者利用吸附热与边界膜接触面积之间的关系其中y称为相对油膜亏量。
研究认为,相对油亏量和吸附热有关,具体关
*基金项目:高等学校博士学科点专项科研基金资助项目
(20094404120002)
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收稿日期:2010-04
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作者简介:王慰祖(1979-),博士,讲师,主要从事机械设计
和摩擦学方面的研究.E-mail: egwwz(@ scau,edu.,cn