高速水潤滑止推軸承的滑移潤滑性能研究

汪雙華，曾良才，吳振鵬，湛從昌

(1.武漢科技大學冶金裝備及其控制教育部重點實驗室，湖北 武漢，430081； 2.武漢科技大學機械傳動與制造工程湖北省重點實驗室，湖北 武漢，430081)

水潤滑軸承具有剪切阻力小、冷卻效果好、污染少等優點，故而在中高速止推軸承領域有著廣闊的應用前景。但作為潤滑劑的水本身黏度低、動壓潤滑性能較差，因此從推力瓦設計層面入手提高軸承潤滑性能的方法受到了越來越多的關注。近年來，采用微織構化表面、改善瓦面粗糙度、曲面化推力瓦等方式來提高止推軸承動壓潤滑性能的技術已得到廣泛應用[1-2]。此外，隨著各種新型疏水材料與潤滑劑的深度推廣，使得流體與固體表面存在一定的相對滑移速度，構成了相應的邊界滑移條件[3]。滑移/非滑移表面已經在管道減阻、機械密封、人工關節等領域獲得初步應用[4]，因此在引入滑移/非滑移異質界面的條件下，研究軸承的動壓潤滑性能具有一定的實用價值。由于經典Reynolds方程不再適用于滑移/非滑移異質界面，因此Spikes[5-6]建立了擴展形式的Reynolds方程，并證明了“半濕潤性”軸承具有較好的潤滑性能。Aurelian等[7]也通過研究指出，合理分布滑移/非滑移異質表面區域在提高軸承的承載能力方面具有與織構相似的作用效果。Salant[8]等研究了滑移/非滑移異質界面沿徑向分布時滑動軸承的動壓潤滑性能及其機理。這些研究表明，在推力瓦不同區域合理分布具有滑移特性的表面，可以在減小摩擦阻力的同時增大其承載力。……