論述了磁流體潤滑性能的最新研究成果,主要涉及磁流體擠壓薄膜潤滑效應和磁流體潤滑油膜特性理論探索,磁流體潤滑性能與磁流變性能試驗研究以及磁流體潤滑性能數(shù)字仿真分析等,指出了目前研究的不足,介紹了磁流體應用于軸承潤滑方面的試驗研究,不僅集中于滑動軸承,還涉及潤滑缺失嚴重的推力球軸承,其潤滑效果明顯。 

【文章來源】：軸承. 2020,(07)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

磁流體軸承結構示意圖

軸承潤滑性能在很大程度上取決于潤滑油的黏度,研究表明,外部磁場會使納米磁性顆粒形成鏈,磁流體黏度變大,從而使其承載能力增大,軸承潤滑性能得到改善,有、無磁場作用下納米磁性顆粒分布如圖1所示。磁流體黏度會隨外部磁場強度變化而變化,這就使得磁流體作為潤滑劑時的摩擦因數(shù)可得到有效控制,因此,合理控制與監(jiān)測磁流體黏度對于深化磁流體潤滑研究有重要意義�；诖�,文獻[19]通過推導磁流體的黏度方程,分析了油膜溫度、壓力及磁場強度對磁流體黏度的影響,并給出了各變量的控制方程以及傳遞函數(shù),進一步證明了磁場強度引起的磁流體黏度增量可以補償溫升帶來的黏度衰減。實際工況變化是控制并監(jiān)測磁流體黏度以改變摩擦因數(shù)的原因,而其理論上忽視了工況因素,僅考慮了外部因素。文獻[20]從理論上討論了偶應力參數(shù)、磁力系數(shù)和磁流體油膜壓力、承載能力以及偏位角之間的關系,磁流體軸承結構示意圖如圖2所示,該研究較側重于滑動軸承。與前文研究不同,文獻[21]通過建立滑動軸承磁流體彈流潤滑模型,考慮了工況參數(shù)對磁流體油膜壓力及厚度的影響,但在面接觸滑動摩擦中引入彈流潤滑模型較少,一般流體潤滑模型在點、線接觸的滾動軸承中應用較多。磁流體在磁場作用下,納米磁顆粒會產生布朗擴散現(xiàn)象,使磁顆粒懸浮的同時導致磁流體油膜厚度不均勻。文獻[22]根據(jù)擴散方程,結合磁流體中的凝結相變,從理論上研究了在磁場梯度和剪切流作用下,傳質過程對磁性流體體積磁力和黏滯摩擦的影響。該理論模型基于磁性流體中的擴散運動到凝結相變,結合了電磁學和流體力學。

摩擦學試驗方法的創(chuàng)新使得對磁流體潤滑性能的研究更加豐富,文獻[23]采用球-3板[24]摩擦試驗模型,對磁流體的摩擦學性能進行了測試,其模型原理如圖3所示,鋼球與3塊PTFE板互成均勻夾角接觸,PTFE板表面因下方固定有磁鐵而形成穩(wěn)定的磁流體潤滑油膜,磁體與水平線成45°夾角,在鋼球上施加載荷FN和轉速Ω,根據(jù)摩擦副表面的磨痕和摩擦因數(shù)等參數(shù),測試磁流體的潤滑性能,該模型已經發(fā)展為摩擦學試驗領域的通用模型。磁場作用下的磁流體具有良好的潤滑性能,然而影響磁流體潤滑性能的因素很多。文獻[25]通過研究有無外加磁場下的磁流體潤滑性能驗證了前人的觀點,其進一步研究發(fā)現(xiàn),納米磁顆粒濃度的影響大于顆粒尺寸的影響,該研究為實際應用中磁流體的配比提供了參考。摩擦副中2個接觸體在外力作用下將產生微動摩擦磨損,隨著磨損的聚積,軸承損壞,導致機器停機。已有研究報道過干摩擦下磁場對微動摩擦磨損有影響,涉及材料摩擦學范疇,在此基礎上,文獻[26]采用球-盤點接觸摩擦試驗模型,研究了磁場對磁流體潤滑下的軸承鋼微動磨損的影響,不同磁感應強度下圓盤試樣的光學顯微鏡表面圖像和三維表面形貌如圖4所示,由圖可知,磨損隨磁感應強度增大而增大,但磁流體對磁場有飽和磁化的情況,當磁感應強度增加到一定值時,之后的磨損應該變化不大,但該研究沒有體現(xiàn)。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]考慮離心擠壓的磁流變離合器傳動性能研究[J]. 蘇德發(fā),袁發(fā)鵬.  機械設計與制造. 2018(04)
[2]考慮應力偶效應的非牛頓磁流體軸承潤滑性能分析[J]. 陳超,張宏.  機械傳動. 2017(12)
[3]基于CFD的磁流體軸承潤滑膜特性分析[J]. 李婷,馬吉恩,章禹,方攸同.  中國機械工程. 2016(07)
[4]磁流體軸承的磁場與潤滑特性分析研究[J]. 徐詠梅,李婷,李銀銀,馬吉恩,方攸同.  機電工程. 2016(03)
[5]微循環(huán)表面網狀形態(tài)對其潤滑特性影響的研究[J]. 盧艷,劉佐民.  摩擦學學報. 2013(04)
[6]磁流體軸承的ANSYS仿真及偏心性能分析[J]. 金帥,馬吉恩,李興林,印欣,方攸同.  軸承. 2013(02)
[7]磁流體潤滑機床主軸滑動軸承彈流潤滑分析[J]. 史修江,王優(yōu)強.  潤滑與密封. 2012(10)

博士論文
[1]滑動表面微循環(huán)仿生潤滑效應及局域失效機理研究[D]. 盧艷.武漢理工大學 2013



本文編號：2989138