高速滑滚接触条件下摩擦副的热分析.pdf

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1、2011年9月润滑与密封Sep．2011第36卷第9期LUBRICAT10NENGINEERINGVo1．36No．9DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2011．09．002高速滑滚接触条件下摩擦副的热分析应寅琼王黎钦彭波张传伟(哈尔滨工业大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150001)摘要：高速旋转摩擦副生热加剧会引起零部件的工作温度异常升高，严重时会导致摩擦副表面润滑失效、摩擦副胶合甚至咬死，严重威胁系统的正常运行。针对摩擦生热问题，建立高速滑滚摩擦副的表面温升计算模型：分别利用接

2、触理论和传热学分析两滚子摩擦副的接触特性和摩擦生热，将结果作为边界条件施加到接触摩擦副的有限元模型中，得到摩擦副的表面温升及沿深度方向温度变化情况。通过与高速台架试验中获得的摩擦副表面温度进行比较，表明了高速滑滚摩擦生热模型正确，为分析摩擦副表面热失效行为提供了理论基础。关键词：高速摩擦副；摩擦生热；接触状态；热分析中图分类号：TH117．1文献标识码：A文章编号：0254—0150(2011)9—006—4ThermalAnalysisofTribo．partsunderHigh-speedSlidi

3、ng-rollingContactYingYinqiongWangLiqinPengBoZhangChuanwei(HarbinInstituteofTechnology，SchoolofMechatronicsEngineering，HarbinHeilongjiang150001，China)Abstract：Inthetribo—partswithhighspeed，theincreasingfrictionalheatisoneofthemostimportantfactorscausingte

4、mperatureofworkpartsabnormallyincrease．ThetemperaturecouldbeSOhighthatlubricatingfailure，scuffingorevenseizingmayhappenonthesurface，whichseverelyaffectsthenormalworkofthewholesystem．Thefrictionalheatofslid—ing—rollingtribo-partsathigh-speedwasanalyzed．am

5、ethodwasprovidedtocalculatetheincreasingsurfacetemperature．Inthismethod，theoriesofcontactandthermalconductionwereemployedtoanalyzethecontactperformanceandthefrictionalheatoftribo-parts．ResultsoftheanalysiswereappliedastheboundaryconditionstotheFEAmodel，a

6、ndtheincreasingtemperatureonthesurfaceanditsdistributionsalongthedepthwerecalculated．ComparedtothetestedsurfaCCtemperatureinthehigh—speedtwo-disctestrig，thecalculationmethodoffrictionalheatcouldcorrectlysimulatetheincreasingtempera—ture．Thiscalculationmo

7、delprovidesakindoftheorytoanalyzethermalfailurebehaviorsonthesurfacesoftribo—parts．Keywords：high-speedtribo-parts；frictionalheat；contactcondition；thermalanalysis在航空航天领域的高速轴承和齿轮内部，普遍存即闪温，因此摩擦副的环境温度和局部瞬时温度不在高速滑滚接触摩擦副，其滑滚速度大，摩擦生热量仅差别大，还有迭加效应，这是导致摩擦副失效模式大。先进

8、航空发动机主轴轴承的值可达到3X10不明的主要原因。mm·r／min，工作温度达316oC。齿轮的圆周速度通过对环境温度、工况和局部温度等参数的分基本上都超过100m／s，工作环境温度达250～300析，可判断各参数对摩擦副的各类热失效形式的影℃。通常航空领域的工作环境还有极端高低温交变响，进而为实现摩擦副延寿和可靠性增长提供理论温度(一170～200oC)和极端高温(180～300oC)，基础。摩擦副接触区表面会产生10～～10S的瞬时高