彈性流體動力油膜理論

     它研究的主要對象是名義上的線接觸和點接觸的油膜形成和潤滑問題

    在重載接觸中,名義上是線接觸或點接觸,實際上受載后的接觸卻發生在一個較為窄小的面積上。在接觸區內壓力很高,使表面產生相當大的彈性變形,同時也使其間的潤滑油粘度大為增加。理論分析和試驗研究證實,在一定的條件下,接觸區內可形成將兩表面完全隔開的油膜。

   這類潤滑問題的特點是:要考慮接觸面的彈性變形和潤滑油的粘度變化。

實際上,接觸體表面都不是絕對光滑的,設兩表面粗糙度的均方根值分別為彈性流體動力油膜理論的圖1彈性流體動力油膜理論的圖2

彈性流體動力油膜理論的圖3表示兩表面合成的粗糙度,

用  表示兩表面間形成的平均油膜厚度;

彈性流體動力油膜理論的圖4表示彈流油膜比厚,它反映著彈流潤滑的性能。

  1. 時,可得到良好的潤滑,稱為全膜彈流潤滑,這時粗糙度的影響很小,可按光滑表面來分析;

  2. 彈性流體動力油膜理論的圖6時,油膜較薄,甚至表面上某些微凸體會產生接觸,這時必須考慮表面粗糙度的影響,這種潤滑稱為部分膜彈流潤滑。事實上,大部分的齒輪,滾動軸承和凸輪,通常都工作在部分膜彈流的潤滑狀態下。

      許多學者認為:在部分膜彈流中,當彈流系統產生的平均流體動壓力場不足以產生一個高粘度的油膜來把干涉著的表面粗糙微峰隔開時,則膠合就會出現。很多年前就已經發現,承受重載荷的潤滑金屬表面作滾動接觸時,破壞是由稱為點蝕的特有疲勞過程所造成的。裂紋產生在表面上或表面附近,然后沿著和運動方向成銳角的方向向內蔓延,最后使金屬微粒剝落下來,在表面上留下特有的麻點。一般認為裂紋一旦形成,就會被潤滑劑所填滿,當裂紋通過接觸區時,裂紋內的液體產生很高的壓力,從而使裂紋蔓延。

         總之,增大油膜厚度可以延長疲勞壽命;而對同樣的油膜厚度來說,降低表面粗糙度可延長壽命。

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