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面接触油膜润滑摩擦力的测量

作　者: 陈俊
导　师: 郭峰
学　校: 青岛理工大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 面接触流体动压润滑摩擦力楔形滑块轴承阶梯滑块轴承
分类号: TH117
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

本课题主要针对固定倾角滑块轴承和阶梯滑块轴承形成的面接触润滑油膜摩擦力进行了研究。为了实现面接触润滑油膜摩擦力的测量，在已有的面接触润滑油膜测量系统的基础上建立了摩擦力测量系统，可以实现在不同的滑块倾角、速度和载荷条件下油膜摩擦力的精确测量。通过两传感器对拉实验完成了轴承转动副摩擦力矩特性的测量研究，对不同传感器固定位置的摩擦力矩进行了比较分析，完成了最优传感器固定位置的摩擦力矩的测量，提出了摩擦力的修正公式。利用面接触润滑油膜摩擦力测量系统分别对固定倾角滑块润滑油膜和摩擦力进行测量，经过参数转换，获得实验条件下无量纲摩擦系数（μB/h0）与收敛比K的关系曲线，研究了载荷、倾角对μB/h0-K关系曲线的影响。结果表明，实际测量的曲线和理论曲线表现了相同的变化趋势；实测值大于理论值；理论认为μB/h0唯一由收敛比决定，而实验结果表明它受滑块倾角、载荷的影响。使用面接触润滑油膜摩擦力测量系统对阶梯轴承两平行平面间油膜厚度和摩擦力进行了实验研究。在不同载荷条件下，对油膜厚度-速度曲线和摩擦力-速度曲线进行测量，经过参数转换，获得了实验条件下无量纲摩擦系数（μl/sh）与无量纲膜厚H0的关系曲线。结果表明，当润滑处于阶梯效应下的全局流体动压润滑时，实验条件下的无量纲摩擦系数曲线与理论曲线有相同的变化趋势；当速度很低，润滑来自于表面微观形貌主导的局部动压效应时，与理论曲线不同，实验曲线的摩擦系数随着速度的减小而急剧降低；理论认为随着速度的减小，膜厚降低，摩擦力和摩擦系数会有所升高，而实验结果表明由于表面微观形貌的局部动压效应的影响，阻止了摩擦力的升高。

全文目录

摘要  8-9
Abstract  9-10
物理量名称及符号  10-12
第一章绪论  12-19
  1.1 引言  12-13
  1.2 摩擦力本质的研究史  13-14
  1.3 流体动压润滑基础实验研究  14-17
  1.4 摩擦力与摩擦系数国内外研究现状及水平  17-18
  1.5 本文的研究内容  18-19
第二章试验系统与实验原理  19-37
  2.1 总述  19-20
  2.2 试验装置  20-25
    2.2.1 主体结构  20-21
    2.2.2 运动控制系统  21-23
    2.2.3 图像采集系统  23-24
    2.2.4 光源系统  24-25
  2.3 调节装置及技术  25-27
    2.3.1 倾角调节装置  25-26
    2.3.2 倾角调节技术  26-27
  2.4 油膜测量技术  27-28
  2.5 摩擦力测量系统  28-36
    2.5.1 传感器的选择  28-31
    2.5.2 数据采集卡的选择  31-33
    2.5.3 采集程序  33-34
    2.5.4 传感器-采集卡-计算机的连接  34-35
    2.5.5 摩擦力的测量原理  35-36
  2.6 本章小结  36-37
第三章轴承转动副摩擦力矩的测量  37-51
  3.1 总述  37-38
  3.2 试验方法  38-39
  3.3 试验仪器及设备  39-40
  3.4 试验结果及讨论  40-50
    3.4.1 相同高度不同力臂下摩擦力矩的测量分析  44-45
    3.4.2 不同高度相同力臂下摩擦力矩的测量分析  45
    3.4.3 关于不同拟合结果的探讨  45-50
  3.5 本章小结  50-51
第四章楔形滑块摩擦力的测量研究  51-60
  4.1 总述  51-53
  4.2 试验材料及条件  53
  4.3 试验结果及讨论  53-59
    4.3.1 不同倾角和载荷的干涉图像  53-54
    4.3.2 μB/h0随收敛比 K 的变化曲线  54-57
    4.3.3 不同载荷下μB/h0随收敛比 K 的变化曲线  57-58
    4.3.4 不同倾角下μB/h0随收敛比 K 的变化曲线  58-59
  4.4 本章小结  59-60
第五章阶梯滑块摩擦力的测量研究  60-76
  5.1 总述  60-61
  5.2 试验试样及条件  61-62
  5.3 试验结果与讨论  62-73
    5.3.1 楔形光滑块平行条件下膜厚与摩擦力的测量  63-65
    5.3.2 阶梯滑块在硅油 200 条件下油膜厚度的测量  65-67
    5.3.3 阶梯滑块在硅油 500 条件下油膜厚度及摩擦力的测量  67-68
    5.3.4 阶梯滑块膜厚及摩擦力测量结果分析  68-70
    5.3.5 无量纲摩擦系数曲线  70-73
  5.4 本章小结  73-76
结论  76-78
参考文献  78-84
攻读硕士学位期间完成的学术论文  84-86
致谢  86

面接触油膜润滑摩擦力的测量

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