粘度变化对短轴颈轴承微极流体挤压膜润滑的影响

摘要

介绍了粘度变化对微柱液体运行的短轴颈轴承挤出膜性能影响的理论研究。在数学衍生出用于微柱液中粘度变化的改良雷诺等式。为了获得封闭的溶液，考虑恒定负载下的短轴承近似。改进的雷诺等式用于流体膜压力，然后求轴承特性，例如获得承载能力和挤压膜时间。根据评估的结果，作为润滑剂的微极流体改善了挤压膜特性并导致轴承寿命更长，而粘度变化因子降低承载能力并挤压膜时间。结果与相应的牛顿案例进行比较。

1.介绍

挤压胶片作用的应用通常在陀螺仪，齿轮，飞机发动机，汽车发动机和人类和动物中滑膜关节的力学中看到。挤压膜行为从彼此接近的两个润滑表面的现象，呈正常粘度。由于两个表面之间存在的粘性润滑剂，所以需要一定的时间来接触。由于粘性润滑剂具有对挤出的抵抗力，因此在该间隔期间建立了压力，然后润滑剂膜然后支撑负荷。如果施加的载荷用于足够短的时间，可能会发生两个润滑的表面根本不会满足。因此，挤压胶片作用的分析侧重于负载承载和方法速率。

Eringen提出的微极性流体理论[1[英语背诵文选]研究一类流体，这种流体表现出由流体元素的局部结构和微运动引起的某些微观效应。这些流体可以支持应力力矩和身体力矩，并受到自旋惯性的影响。这些流体的一个子类是具有微旋效应和微旋惯性的微极性流体。埃林根的微极流体理论定义了旋转矢量称为微移矢量建立应力-应变率本构方程。

由于其在诸如挤出聚合物流体挤出，液晶凝固，浴中金属板的凝固，浴，动物血液异国润滑油和胶体和胶体和胶体和胶体和胶体和胶体和胶体和胶体和胶体和胶体和胶体和胶体和胶体和胶体和胶体和胶体和胶体）的许多过程中的应用，从而引起了相当大的关注。悬浮液。在研究所有这些问题的研究中，古典的Navier-Stokes理论不充分，因为微柱流体理论是微流体理论的亚类，并且除了微观的条件之外，通过施加循环张量的偏斜性质而获得。

几位研究人员[2-10.已经研究了用微柱液润滑的不同轴承系统的性能，并报告了这些润滑剂对牛顿案件的优点，例如增加负载承载能力，较低系数的摩擦系数，以及延迟的方法。所有这些研究都基于粘度是恒定的假设。然而，通常，所有液体的粘度随温度的增加而降低。由于润滑剂需要在各种温度范围内起作用，因此轴承的现实研究必须包括温度粘度的变化。然而，已知没有准确的数学关系预测润滑剂粘度的变化。因此，在本文中，已经尝试分析粘度变化对用微柱液润滑的轴颈轴承挤压膜润滑的影响。以下是本文中的假设。（1）存在热平衡。（2）粘度随温度的变化关系可以用粘度膜厚度关系来代替。

第二个假设是在实验验证的基础上进行的[11.由于最高温度发生在最小膜厚度的区域中。因此，可以写入粘度变化的经验关系哪里是膜厚度的已知粘度和根据润滑剂的性质，介乎0至1之间(适用于完美的牛顿液体完美的气体)。Sinha等人分析了润滑油添加剂对轴颈轴承粘度变化的影响[12.[通过利用(1）。通过针对各种数值来讨论结果。

2.数学制定问题

期刊轴承的物理配置如图所示1。半径轴用速度接近轴承表面。薄膜厚度是一个功能那,在那里径向间隙和是期刊中心的偏心。该区域的润滑剂假定为微极性流体。

eringen提出的微柱液的组成方程[1在流体动力润滑的通常假设条件下大大简化。在稳态条件下得到的方程如下。

线性动量守恒

守恒角动量

质量守恒 哪里是润滑剂的速度分量那,方向分别，为微运动速度分量，是自旋粘度，是微柱液的粘度系数，和为牛顿粘性系数。

相关边界条件如下:（一世）在轴承表面那

（ii）在杂志那

3.解决问题

解决(2）和（3.）受到相应的边界条件（5A），（5B.），（6A），和（6B.）获得为哪里符号具有其通常含义的符号，如术语。

通过集成连续性方程（即可）获得修改的雷诺等式4.关于超过薄膜厚度并更换和在（4.）通过其各自的表达式（7.）和（8.）还使用边界条件在(5A）和（6A）在表格中哪里

3.1。短轴承近似

为了简化问题并获得用于流体膜压力的封闭式溶液，制造短轴承近似;与轴向变化相比，可以忽略压力的周向变化。然后修改的reynolds方程（12.)减少替代在上面的等式中，一直依赖于并应用以下边界条件，流体膜压力为引入非潜能变量，无量纲流体膜压力的封闭形式为在流体膜压力已知的情况下，可以对挤压膜的承载能力、挤压时间等特性进行评估。

通过将动作挤压膜整合负压来评估负载承载能力，因为散热膜侧被忽略了。因此，给出了轴承在稳定负载下操作的承载能力介绍非幂数量，承载能力可以用无量纲形式表示为

非统计负荷承载能力在（22.)不能通过直接积分得到。它可以用高斯求积的方法进行数值计算。

对于恒定负荷，期刊中心举动的时间从至可以通过集成（21.）关于时间。

引入非跨度响应时间，期刊中心的速度可以表示为方程(24.)为一阶非线性微分方程，具有初始条件上述微分方程可以用四阶龙格-库塔法求解。在极限情况下，如倾向于零，， (19.），（22.），和（24.）减少由[7.]。

4.结果和讨论

通过考虑粘度变化，通过考虑粘度变化来分析用eringen的微柱液润滑的短轴颈轴承的挤压膜润滑。关于诸如耦合数的各种非潜能参数分析结果，、添加剂长度粒度参数、，以及指数粘度的变化。耦合数量表征由于润滑油中流体分子/添加剂的微位移而产生的线性运动和旋转运动的耦合。因此,表示牛顿和旋转粘度之间的耦合。参数具有长度的尺寸，并且可以被鉴定为液体的一些性质，这取决于润滑剂中极性添加剂的分子的尺寸。当特征材料长度小或径向间隙大时，将预期微波利隆的影响是显着的;因此，。作为，恒定粘度的结果由[8.]将被恢复。以下参数范围用于讨论挤压胶片特性：

4.1。挤压膜压力

非跨度挤压膜压力的变化用角坐标对于不同的值如图所示2。虚线表示牛顿情况下的结果。观察到这一点随着值的增加而减少。数字3.描述的变化借对于不同的值借和对于固定的值那,。观察到这一点增加耦合数的增加值以及微观组织尺寸参数。

4.2。承载能力

非潜能承载能力的变化与偏心比参数如图所示4.对于不同的值。观察到这一点增加增加值的值增加时递减。数字5.显示了变化借对于不同的值和两个值。显然，与相应的牛顿案例相比，微观结构添加剂的效果是提高承载能力。增加近4.16％观察到当那那,。纵横比的影响关于变化借对于不同的值如图所示6.。可以观察到增加增加。

4.3。压膜时间

在图中7.那描绘了非潜力挤出膜时间的变化作为…的函数对于不同的值并且对于宽高比参数的两个值借和。观察到这一点减少越来越大的价值。耦合数对变形的影响借图中描述了什么8.对于和。观察到这一点的值增加时和。因此，与相应的牛顿工况相比，微极性润滑剂的作用是增加承载能力和挤膜时间，从而提高轴颈轴承的挤膜性能。

5。结论

根据图中提出的结果，分析了短轴颈轴承中纯挤压膜中润滑剂添加剂引起的粘度变化的影响2-7.;可以绘制以下结论。（1）粘度变化的影响是降低载液量和挤膜时间。（2）润滑剂中存在的微结构的存在增强了负载承载能力并与相应的牛顿案例相比延长挤压膜时间。

命名法

：	径向清除
：	偏心
：	薄膜厚度
：	薄膜厚度
：	极性悬架的特征长度
：	非统治形式的
：	轴承长度
：	耦合数量
：	润滑油压力
：	不统计压力
：	粘度变化参数
：	日志的半径
：	挤压时间
：	流体速度的分量那,方向,分别
：	微液速度分量那,方向
：	挤压速度,
：	承载能力
：	非跨度负荷承载能力
：	笛卡尔坐标
：	偏心比
：	旋转粘度
：	微极性流体的粘度系数
：	古典粘度系数
：	入口粘度系数
：	长径比
：	无量纲响应时间
：	圆周坐标。

参考资料

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