磁流体力学横向粗环形台阶轴承的研究

抽象

本文讨论了纵向粗糙度对圆步进轴承磁压膜性能的影响。为了表征轴承表面的随机粗糙度，采用了Christensen和Tonder的随机模型。利用合适的边界条件求解随机平均雷诺兹型方程，得到压力分布，然后计算承载力。结果以图形形式呈现。本文给出的图形结果表明，磁液润滑对纵向粗糙度模式有显著的帮助，从而提高了轴承系统的性能。当然，极板的传导率、标准偏差和供应压力有助于减少由方差(+ve)和偏态(+ve)引起的负面影响。

1.简介

据记载，齿轮、刹车装置、液压减震器、骨骼轴承和滑液关节都使用挤膜机制。通常使用具有高导热性和导电性的导电流体作为挤压膜在这种极端环境下工作的润滑剂。此外，利用外部磁场进一步提高了润滑性能。

油的润滑性能圆形台阶轴承由马宗达[分析1];本研究强调了半径比率的重要性。林(2]讨论了外部加压圆形步骤轴承的性能的偶应力的效果。它的成立，这对夫妻的压力流体改进轴承系统的性能。Deheri等。[3]改革和发展马宗达[的研究1]通过考虑磁性流体作为润滑剂使用的磁化作用时，流程由Neuringer-罗森维格模型调节[4]。

众所周知，表面粗糙度的影响是相当重要的不同类型的轴承系统。大多数讨论都考虑了Christensen和Tonder的随机平均方法[五-7]谁提出的随机模型来评估表面粗糙的效果。（汀[8]，和普拉卡什蒂瓦里[9,生10]，和Andharia等。[11]）。

通过Vadher等人进行了研究二者之间的磁流体挤压薄膜导体粗糙的圆板。[12]。有人研究了粗糙度的负面影响得到了通过施加磁化最小化到某种程度。Patel和Deheri [13]评价铁磁流体挤压膜的性能通过使用Shliomis模型旋转弯曲圆板。在这里，本文的结果表明，Shliomis基于模型的铁磁流体润滑相对优于Neuringer - 罗森维格[模型4]。Patel等人[14]扩展Deheri等人的研究。[3]研究横向表面粗糙度的效果。据指出，轴承性能受到不利的轴承表面的粗糙度的影响。但是现在的情况被认为是方差（-ve）的情况下，提高一点点被认为。为磁流体非牛顿圆柱形挤压薄膜A改性润滑方程由Lin等人提出。[15]。该磁流体非牛顿效应与非导电牛顿润滑剂的情况相比，提供了圆形挤压薄膜相当更好的性能。

Patel和Deheri [16]研究了在具有同心的圆形腔横向粗糙多孔圆形板的挤压膜的磁性流体润滑。纵向粗糙度的影响已经在Andharia和Deheri [讨论的问题17， Andharia和Deheri [18， Andharia和Deheri [19]，和Shimpi和Deheri [20]。近日，林[21]检查了一个纵向粗轴颈轴承的铁磁流体润滑。

Patel等人[22]中讨论粗糙多孔圆形步骤轴承的磁流体润滑。因此，已经寻求分析纵向粗糙图案对圆形步骤轴承磁流体挤压膜的行为的影响。

2.分析

在轴承系统的配置在图呈现1。

对于不同性能特性的计算，一般考虑以下假设:（1）所述凹部是用于在其中是均匀的压力足够深。（2）轴承具有非常低的旋转速度和它的效果是忽略了压力发生。

如图1推力载荷W是施加与轴承支持的而无需金属负载到金属的接触。负载W由口袋和土地内的流体支持。流体逸出在通过围绕凹槽一个纹表或窗台的限制径向方向。

鉴于Christensen和托德[的讨论五-7]采取轴承的表面被纵向粗糙。润滑剂膜的厚度h（x）的由下式给出 哪里是平均膜厚度和为表征随机粗糙度表面与平均膜厚的偏差。在自然界中考虑和概率密度函数管辖 ，−c≤≤c，其中c为与平均膜厚的最大偏差。的意思是α和标准偏差和对称性的措施随机变量由关系定义。 和 其中E为定义的期望值

有关Reynolds的类型方程给出了一个圆形步骤轴承作为压力诱导流动（马宗达（1985），帕特尔Deheri，和Vadher（2015）） 哪里 采用雷诺边界条件 用于膜压力p的控制方程由下式给出 在 无因次项的介绍 铺平了压力分布的无量纲形式作为表达的方式 轴承的负荷能力W通过它接受量纲形式的压力积分来计算

3.结果与讨论

无量纲压力分布图的表示载于(11)，而无尺寸承载能力则受(12)。由这些方程可以清楚地看出其承载能力 和 这表明在恒流量条件下，随机平均压膜厚度的减小使负荷增大。因此，在流量恒定的情况下，轴承可以实现自补偿。它由(11）和（12），该导电性的参数上的压力和负载承载能力的分布的影响由下式确定 这轮流 对于较大的M，因为tanh(M)1和（2 / M）0。此外，可以注意到，压力和承载在增加容量的增大 因为两者的功能不断增加的功能 。

可以清楚地从图中所示2-6该hydromagnetization参数诱导而图中的承载能力的急剧增加7-10给出负载的轮廓相对于 为标准偏差，方差，偏度和半径比，分别为不同的值。在此，也承载能力的增加而导电性参数而增加。数据7-10还告诉负载急剧增加高达一定程度（ ），然后这一增速变慢。

它是由图可见11-13与纵向粗糙度原因相关的标准偏差相对于各种参数，诸如方差，偏度和半径比增加的负载承载能力。此外，承载能力为方差的不同值的变化由图中描述14和15。从这些图中可以注意到的是，负载在正方差增大而减小，而方差（ - 阳离子）增加它。的承载能力相对于偏斜度的趋势是类似的方差是从图观察16。

表单数据五和9可以清楚地观察到的效果上承载相对于磁化和电导率容量的变化，分别保持而这种影响可以忽略不计关于方差，登记为名义上的，如图所示14。

这意味着负倾斜粗糙度和负方差的适当组合将大大提高轴承系统的性能。

可以看出，对M的小以及较大的值当板被认为是患有轴承的性能得到导电，在与磁流的情况下匹配，则采取板时要导通。此外，这可以在物理上由边纹现象当板是导电的恰好澄清。最后，负载被获取到更符合基于Neuringer罗森维格模型铁磁流体挤压膜比较。

4。结论

当方差为负时，磁化强度、供给压力和标准偏差三因素有效地抵消了正偏粗糙度和方差(+ve)所引起的负效应。当然，在提高轴承性能方面，板的传导率和半径比也起着重要的作用。不用说，纵向粗糙度参数的表现方式比横向粗糙度好一点。因此，在设计这种类型的轴承系统时，纵向粗糙度方面必须考虑到寿命的观点，这是非常重要的。

命名法

R：	径向坐标
：	外半径
：	内径
K：	半径比
h:	润滑油膜厚度
H:	实心壳体厚度
S：	润滑剂的电导率
：	润滑油粘度
：	均匀的横向磁场施加在板之间
L：	哈特曼数
：	供应压力
问：	流量
：	因次供应压力
电话号码：	润滑油压力
病人：	无量纲压力
w:	负荷能力
W:	无量纲承载能力
“：	下板的表面宽度
“：	上板的表面宽度
：	下表面的导电性
：	上表面电导率
：	下表面的电导率
：	上表面的电导率
：	无量纲标准差
：	因次方差
：	无量纲偏度。

数据可用性

用来支持这项研究的结果的数据是可用的，请相应的作者。

利益冲突

作者宣称，他们没有利益冲突。

参考

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