【導(dǎo)讀】friction.KEYWORDS:?uid?lmbearings,sliderbearings,surfacetexturing. classicaltheory.Astable?uid?lmwithsu?erenttypes.conceptofTonder[9]isbasedon??e?collectivee?ect‘‘wasidenti-

　　

【正文】 three times, in the clearance of the partialLST bearings pared to that of the untextured bearing was obtained over the entire load range. Consequently the friction coe?cient of the partialLST bearings is much lower, representing more than 50% reduction in friction pared to the untextured bearing. The larger clearance and lower friction make the partialLST simple parallel thrust bearing concept much more reliable and e?cient especially in sealless pumps and similar applications where the process ?uid, which is often a poor lubricant, is the only available lubricant for the bearings. Acknowledgments The authors would like to thank Mr. J. Boylan of Morgan AMamp。T for providing the bearing specimens and Mr. N. Barazani of Surface Technologies Ltd. For providing the laser surface texturing. 實(shí)驗(yàn)研究激光加工表面微觀造型平行的推力軸承 實(shí)驗(yàn)是研究激光處理的表面微觀造型平行的推力軸承增強(qiáng)的某些性能。測(cè)試結(jié)果與理論模型進(jìn)行了比較 ,，發(fā)現(xiàn)在有關(guān)的運(yùn)行條件之外有著別的關(guān)系。突出表現(xiàn)在，單向和雙向定向部分反演軸承與一個(gè)基線的關(guān)系， 激光表面 微觀造型與無微觀造型軸承的比較顯示 好處在于，增加了清理和減少摩擦。 關(guān)鍵詞：油膜軸承，滑塊，軸承，表面微觀造型 第一章 緒論 經(jīng)典理論的流體動(dòng)力潤(rùn)滑產(chǎn)生線性（ couette ）的速度分布與零壓力梯度之間的順利進(jìn)行平行表面下的穩(wěn)定狀態(tài)滑動(dòng)。這個(gè)結(jié)果在不穩(wěn)定的潤(rùn)滑膜在任何外部力在表面起作用的情況下會(huì)破裂。不過，經(jīng)驗(yàn)表明，穩(wěn)定的潤(rùn)滑膜可以擴(kuò)大他們之間的平行滑動(dòng)面，一般由于某些機(jī)制，放寬一種或一種以上的對(duì)經(jīng)典理論的假設(shè)。 在平行滑動(dòng)面可以得到一個(gè)穩(wěn)定的，有足夠的承載能力的油膜，例如，宏觀或微觀表面結(jié)構(gòu)就是不同類型。這些措施包括波紋形 [ 1 ]和凸起微粗糙 面 [ 24 ]。一個(gè)好的工藝系統(tǒng)就是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn) [ 5 ] 。 最近，激光表面紋理 [ 68 ] ，就是開口粗糙的縱向或橫向的凹槽 [ 9 ]在平行滑動(dòng)提供承載能力。開口粗糙度的概念既[ 9 ]是基于有效地清除，減少在滑動(dòng)方向和在這方面是相同的部分激光表面微造型概念所描述的標(biāo)準(zhǔn)。 [ 10 ]產(chǎn)生靜壓力對(duì)高壓力的機(jī)械密封影響。最近，王等人。 [ 11 ]實(shí)驗(yàn)表明，增加一倍的承載能力為表面紋理設(shè)計(jì)的反應(yīng)離子刻蝕碳化硅平行推力軸承滑動(dòng)在水中。這些簡(jiǎn)單的平行推力軸承，通常發(fā)現(xiàn)，在密封泵少的地方抽液是用來作為潤(rùn)滑劑的軸 承。由于平行滑動(dòng)他們的表現(xiàn)較差，比更先進(jìn)的錐形或加強(qiáng)軸承。 brizmer 等人。 [ 12 ]表現(xiàn)出的潛力，激光表面紋理在的形式，定期微量波紋提供承載能力與平行推力軸承。模型的紋理平行滑塊是發(fā)達(dá)國(guó)家和作用的表面紋理對(duì)承載能力進(jìn)行了分析。最佳參數(shù)的微波被發(fā)現(xiàn)，以取得最大的承載能力。微蜂窩集體效應(yīng)被鑒定是能產(chǎn)生可觀的承載能力，接近的最佳的傳統(tǒng)推力軸承。該本文件的目的是調(diào)查實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷挠行运枋龅臋n號(hào)。 [ 12 ]通過測(cè)試的實(shí)際推力軸承且與沒有表面微觀造型的軸承比較，表現(xiàn)反演軸承與該理論預(yù)測(cè)與性能標(biāo)準(zhǔn)的差異。 第二章 背景 基本模型的橫截面用標(biāo)準(zhǔn)分析了 [ 12 ]是表現(xiàn)在圖 1?；瑝K有一個(gè)寬度 B 是部分微觀造型 BP = α B 的寬度。該紋理的表面組成眾多波紋同一的直徑為 深度為 分布密度為自身屬性。人們發(fā)現(xiàn)，有著微觀表面造型的滑動(dòng)面的油壓被分開是與滑動(dòng)速度 U、液體粘度 1 和外部負(fù)載 W有關(guān) [ 12 ]認(rèn)為，有一個(gè)最佳的比例參數(shù) 存在能使微觀表面造型提供最大的無量綱負(fù)載。其中 L是 軸承的長(zhǎng)度，且最浩的動(dòng)力是 HP=. 這是進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)， [ 12 ]認(rèn)為，部分的表面微觀造型存在一個(gè)最佳值為軸承長(zhǎng)寬比 L/B 這種行為是如 圖 2 所示為軸承 b = 在不同的價(jià)值觀該地區(qū)的密度藻可以看出，在從 SP值的最佳值不同，分別從 至 。它也可以從圖 2 ，對(duì)于一個(gè) 密度是沒有最優(yōu)值的 SP 存在且最高負(fù)荷瓦特與 SP 同步增加，因此，最大的面積密度，可以得到幾乎與激光毛化是理想的。這亦是有趣地注意到，從圖 2，我們看到用軟件仿真的部分表面微觀造型的優(yōu)勢(shì)。舉例說明，在 SP= 比例α = 時(shí)是α =1 時(shí)的三倍的的承載能力。 第三章 實(shí)驗(yàn) 測(cè)試軸承組成燒結(jié)碳化硅磁盤 10 毫米厚，有八十 五毫米外徑和 40 毫米內(nèi)徑。每個(gè)軸承（見圖 3 ）組成一個(gè)單位，轉(zhuǎn)子（ a ）和 6 墊定子（ b ）款。軸承提供了一個(gè)原始的表面光潔度 由研磨到平均粗糙度在 Ra = 的 LM 。每個(gè)墊有一個(gè)長(zhǎng)寬比 時(shí)，其寬度是衡量沿線平均直徑定子。照片 2 部分第 1 定子是如圖 4 所示的地方紋理地區(qū)出現(xiàn)更加美好的亞光表面。第一定子表示， （ a ）是單向軸承與局部反演毗鄰的領(lǐng)先地位，每個(gè)墊，類似的模型如圖 1 所示。第二定子（二）是一個(gè)雙向定向版本的部分反演軸承有兩個(gè)平等的紋理部分 1/2，對(duì)每一項(xiàng)墊結(jié)束。該激光毛化參數(shù)以下 。壓痕 深度 ，壓痕直徑 和壓痕面積密度 sp = 。這些壓痕的尺寸，獲得了與 4 脈沖 30 的 NS 的時(shí)間長(zhǎng)短和 4 兆焦耳每使用 1 5 千赫的脈動(dòng) Nd ： YAG 激光。該紋理部分單向軸承是一個(gè) = 和該雙向定向軸承是一個(gè) = ?？梢钥闯?，從圖 2 這兩種價(jià)值觀應(yīng)產(chǎn)生承載能力不同，接近最高的理論 試驗(yàn)臺(tái)是顯示 schematically 在圖 5 。電機(jī)輪流主軸，以其中一上持有轉(zhuǎn)子重視。第二個(gè)較低的持有人的定子是固定的房屋，在于對(duì)滑動(dòng)軸承和一個(gè)軸向加載機(jī)制，在軸線方向可以自由走動(dòng)。 一個(gè)單臂反應(yīng)壓力與負(fù)載單元相互作用，從而許可證的摩擦力矩測(cè)量阻止自由旋轉(zhuǎn)這個(gè)機(jī)架。軸向載荷是所提供的手段，對(duì)絕對(duì)的權(quán)重杠桿作用，是衡量一個(gè)第二負(fù)荷單元。感應(yīng)探頭是附加到較低的持有人的定子，讓上線的測(cè)量清拆變化之間的轉(zhuǎn)子和定子由于水動(dòng)力影響的原因軸向運(yùn)動(dòng)的房屋，其中定子持有人，這是 一個(gè)固定的。自來水供應(yīng)的重心從一個(gè)大罐的中心軸承和滲漏從軸承是收集和重新分發(fā)。 1 熱電偶毗鄰 br外徑軸承允許監(jiān)測(cè)水溫，作為水出口軸承。電腦是用來收集和處理數(shù)據(jù)上線。因此，瞬時(shí)關(guān)，摩擦系數(shù)，軸承的速度和開槽的溫度可不斷監(jiān)測(cè)。 測(cè) 試草案包括確定一個(gè)參考“零”點(diǎn)為清除測(cè)量第一有負(fù)載和無負(fù)載，然后固定軸承超過滿負(fù)荷的范圍。然后最低的軸向載荷應(yīng)用，供水閥打開及汽車開啟。軸向負(fù)荷增加的步驟 40 N 和每個(gè)負(fù)載的步驟是維持 5 分鐘之后，穩(wěn)定的摩擦系數(shù)在一穩(wěn)定狀態(tài)的價(jià)值。軸承的速度和水溫監(jiān)測(cè)整個(gè)測(cè)試的任何違規(guī)行為。試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，最大軸向負(fù)荷 460 N 是達(dá)到或如果摩擦系數(shù)超過了價(jià)值 。在年底的最后一步負(fù)荷電機(jī)及食水供應(yīng)關(guān)掉，并參考有關(guān)清拆測(cè)量是復(fù)查。測(cè)試是在兩種速度的 1500 和 3000 RPM 的相應(yīng)的平均滑動(dòng)速度 和 米 /秒，分別和每個(gè)測(cè)試重復(fù)至少 3 次 第四章 成果與討論 作為第一步的有效性的理論模型。 [ 12 ]研究并比較，理論和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的軸承間隙銀兩軸承載荷為單向局部反演軸承。結(jié)果表明，在圖 6 為兩種速度的 1500和 3000 rpm的情況下固體和虛線對(duì)應(yīng)到模型和實(shí)驗(yàn)，分別。可以看出，雙方間的協(xié)議模型和實(shí)驗(yàn)是好的，與不同的不到 10 ％ ，只要負(fù)荷是 150 以上的 12 月31 日在較低載荷測(cè)量的實(shí)驗(yàn)清拆要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于模型預(yù)測(cè)，尤其是在較高的速度， 3000 rpm的情況下，在 120 n實(shí)測(cè)關(guān)是 20 的 LM ，這是約 60 ％ ，高于預(yù)測(cè)值。結(jié)果表明 ，該組合，如此龐大的間隙和相對(duì)低粘度的水可能會(huì)導(dǎo)致湍流流體膜。因此，假設(shè)油膜上，解決這一雷諾方程的標(biāo)準(zhǔn)形式。 [ 12 ]是基于可能違反決策模型無效特別是在較高的速度和最低的負(fù)荷。 [ 12 ]這是決定進(jìn)一步限制比較負(fù)荷以上 150 N 它這里應(yīng)該指出，第一，企圖測(cè)試基線無微觀造型軸承與原來的表面光潔度的RA = 的 LM 上都定子和轉(zhuǎn)子失敗，由于極高的摩擦，甚至在較低的負(fù)荷。在另一方面部分 第 1 軸承，整個(gè)負(fù)荷范圍順利。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，后反演研磨完全移除約 2 的 LM 高度凸出部分 ，這是中形成的紋理周圍的輪 輞的波紋 ，導(dǎo)致在一個(gè)稍微粗糙的表面粗糙度 = 的 LM 。因此，基線與無造型的定子重疊，以同一粗糙性的部分 第 1定子和其后所有測(cè)試的表現(xiàn)與定子同在 Ra 值為 LM的所有測(cè)試。轉(zhuǎn)子表面粗糙度仍然存在，原因，即 的 LM 。圖 7 給出了實(shí) 驗(yàn)結(jié)果為清除作為一個(gè)功能負(fù)荷為局部反演單向軸承（見定子在圖 4 （ a ） ）和基線無微觀造型軸承。比較是在兩種速度的 1500 和 3000 RPM 的。面密度的波紋在部分 第 1 軸承是 sp = 和紋理部分是一個(gè) 0:734 。該負(fù)荷范圍擴(kuò)大，從 160 至 460 12 月 31 日上負(fù)載檢測(cè)試驗(yàn)臺(tái)的限制，不容許較高的負(fù)荷。很顯然，從圖 7 部分 第 1 軸承運(yùn)轉(zhuǎn)大幅清拆比無微觀造型軸承。在最高負(fù)荷 460 N 和速度 1500 RPM 的部分 第 1 軸承已清拆 6 的 LM ，而無微觀造型軸承間隙是只有 的 LM 。在 3000 RPM 的清拆是 和 的 LM 為第 1 和無微觀造型軸承，分別?？梢钥闯?，從圖 7 ，這個(gè)比例約三倍，贊成部分 第 1 軸承是保持在整個(gè)負(fù)荷范圍。 圖 8 給出的結(jié)果為雙向軸承（見定子在圖 4 （ b ）款） 。在這種情況下，反演參數(shù) sp= α = 和 。清拆的雙向定向部分反演軸承相比，降低這些的單向軸承在同一負(fù)荷。在 460 n負(fù)載清拆為 1500 rpm的是 LM 和為 3000 rpm 的，這是 6 月的 LM 。這些價(jià)值觀所代表的減少之間的關(guān) br 33和 10 ％相比，單向的情況。不過，可以看出，從圖 8 的表現(xiàn)，部分 第 1 雙向定向軸承仍是大大優(yōu)于該無微觀造型軸承。 圖 10 為兩種速度分別是 1500 和 3000 rpm?？梢钥闯?，摩擦系數(shù)的兩個(gè)部分反演軸承是非常類似的與略低的價(jià)值觀，在部件較有高效率的單向軸承。無微觀造型的的摩擦系數(shù)大得多比他們大的多，即第 1 軸承。在 1500 RPM 的（圖 9 ）和最高負(fù)荷 460 n摩擦系數(shù)的 untextured軸承是約 ，約為第 1軸承 。 在最低負(fù)荷 160 n值約 為無微觀造型軸承的為第 1 軸承的 左右。因此，無微觀造型軸承摩擦值，高于相應(yīng)值為局部反演軸承在整個(gè)負(fù)荷范圍的 和 3倍。，在速度上獲得了類似的結(jié)果， 3000 每分鐘轉(zhuǎn)速（圖 10 ） ，但水平的摩擦系數(shù)是有點(diǎn)高，由于較高的速度。無微觀造型軸承的摩擦高得多，是因?yàn)闊o小槽清理磨砂（見圖 7 和圖 8），導(dǎo)致較高的粘性剪切。 導(dǎo)致軸承失效的 原因很多，但常見的是不正確的使用、污染、潤(rùn)滑劑使用不當(dāng)、裝卸或搬運(yùn)時(shí)的損傷及安裝誤差等。診斷失效的原因并不困難，因?yàn)楦鶕?jù)軸承上留下的痕跡可以確定軸承失效的原因。 然而，當(dāng)事后的調(diào)查分析提供出寶貴的信息時(shí)，最好首先通過正確地選定軸承來完全避免失效的發(fā)生。為了做到這一點(diǎn)，再考察一下制造廠商的尺寸定位指南和所選軸承的使用特點(diǎn)是非常重要的。 1 軸承失效的原因 在球軸承的失效中約有 40%是由灰塵、臟物、碎屑的污染以及腐蝕造成的。污染通常是由不正確的使用和不良的使用環(huán)境造成的，它還會(huì)引起扭矩和噪聲的問題。由環(huán)境和污染 所產(chǎn)生的軸承失效是可以預(yù)防的，而且通過簡(jiǎn)單的肉眼觀察是可以確定產(chǎn)生這類失效的原因。 通過失效后的分析可以得知對(duì)已經(jīng)失效的或?qū)⒁У妮S承應(yīng)該在哪些方面進(jìn)行查看。弄清諸如剝蝕和疲勞破壞一類失效的機(jī)理，有助于消除問題的根源。 只要使用和安裝合理，軸承的剝蝕是容易避免的。剝蝕的特征是在軸承圈滾道上留有由沖擊載荷或不正確的安裝產(chǎn)生的壓痕。剝蝕通常是在載荷超過材料屈服極限時(shí)發(fā)生的。如果安裝不正確從而使某一載荷橫穿軸承圈也會(huì)產(chǎn)生剝蝕。軸承圈上的壓坑還會(huì)產(chǎn)生噪聲、振動(dòng)和附加扭矩。 類似的一種缺陷是當(dāng)軸承不旋轉(zhuǎn)時(shí)由于滾珠在 軸承圈間振動(dòng)而產(chǎn)生的橢圓形壓痕。這種破壞稱為低荷振蝕。這種破壞在運(yùn)輸中的設(shè)備和不工作時(shí)仍振動(dòng)的設(shè)備中都會(huì)產(chǎn)生。此外，低荷振蝕產(chǎn)生的碎屑的作用就象磨粒一樣，會(huì)進(jìn)一步損害軸承。與剝蝕不同，低荷振蝕的特征通常是由于微振磨損腐蝕在潤(rùn)滑劑中會(huì)產(chǎn)生淡紅色。 消除振動(dòng)源并保持良好的軸承潤(rùn)滑可以防止低荷振蝕。給設(shè)備加隔離墊或?qū)Φ鬃M(jìn)行隔離可以減輕環(huán)境的振動(dòng)。另外在軸承上