面接触形式下牵引油拖动特性的研究

   

    0　引言

    在面接触形式下,由于牵引油膜与接触表面所受到的压力不是非常高,油膜所受到的剪应变率由于受到面接触形式的限制也不可能非常高,油膜厚度一般为(1~100)μm,所以在这种情况下,牵引油符合牛顿黏性定律,处于牛顿流体状态,而且由于接触面所受到压力不是很高,接触表面的弹性变形量比较小,几乎可以忽略。此时对油膜拖动性能的研究多采用牛顿流体模型进行分析计算,这种对面接触下牵引油拖动特性的研究是在稳态工作条件下的油膜拖动特性的研究。因为在测试同一组实验数据过程中,实验条件都不变。也即是说,目前大多数面接触下对牵引油拖动特性的实验研究都是研究的稳态工作条件下的油膜特性,而不能测试非稳态工作条件下的油膜特性。然而,面接触下牵引油的性能在侧面反映了点线接触情况下牵引油的特性,故进行面接触牵引油特性的分析研究[1-3]。

    1　数据测量及处理

    1.1　实验设备及原理

    HZS-1型动压滑动轴承实验台的结构图如图1、图2所示。

    在图1、图2中,轴承箱1通过联轴器与变速箱7相连,液压箱6装于底座9内,调速电动机12通过三角带与变速箱7相联,调速电机控制器8用于调节电机的转速,加载油腔压力表5由溢流阀4控制油腔压力,轴承供油压力表2由减压阀3控制其压力,实验台的总开关在正面下方;主轴21由一对D级滚动轴承支撑,实验轴承22空套在主轴上,轴承内径d=60mm,有效宽度L=30mm。在轴承中间横剖面上,沿周向开有7个测压孔,在120°范围内均匀分布,轴承周向测压表13~19通过管路分别与测压孔相连,在距轴承中间剖面L/4(即7.5mm)处,轴承上端有一个测压孔,轴承轴向测压表20与其相连。加载盖板23固定在箱体上,加载油腔在水平面上的投影面积为60cm2,轴承外圈左侧装有测杆24,铁环25装在测杆上供测量摩擦力矩用,铁环25与轴承中心的距离为150mm,轴承外圆上装有两个平衡锤26,用以在轴承安装前做静平衡。

    1.2　牵引油的特性参数

    目前海牌8号液力传动油在无级变速器牵引传动中应用的较多,而这种油的有关拖动系数的特性参数并不全,作者采用这种牵引油来进行实验研究。8号液力传动油是由上海炼油厂生产,符合如下企业标准:Q/SH003.01.012—1995,有关性能参数如表1所示。

    1.3　实验数据及数据处理

    表2是油膜压力和拖动力部分实验数据的记录与处理。

    2　实验数据分析[4-6]

    运用绘图软件Matlab,以实验轴承的周向角度所对应的直径点参数和轴向长度参数为横坐标、油膜压力值为纵坐标,绘出轴承轴向及周向的油膜压力分布曲线图,如图3所示、图4所示;以转速为横坐标,拖动系数为纵坐标,绘出不同载荷W以及不同轴承供油压力pj情况下拖动系数-转速曲线比较图,如图5所示。