液壓缸活塞表面仿生微織構(gòu)的動壓潤滑性能研究.pdf

1、摩擦導(dǎo)致的能源消耗問題是科學(xué)技術(shù)發(fā)展過程中不可避免的話題，仿生微織構(gòu)作為一種有效的減摩潤滑方法已經(jīng)受到國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。本文以液壓缸活塞-缸筒摩擦副為研究對象，通過在活塞表面仿制動植物的表面紋理來減少摩擦，提高液壓系統(tǒng)的頻響及穩(wěn)定性。
　　表面織構(gòu)技術(shù)是在摩擦副表面加工一定形貌、尺寸的規(guī)則陣列，以達到減少摩擦提高潤滑性能的作用。為研究不同形貌的表面織構(gòu)，本文統(tǒng)一六種不同形貌表面織構(gòu)的面積比、深度等參數(shù)，通過基于Reynolds

2、方程的數(shù)值解法計算各形貌的摩擦學(xué)參數(shù)。通過分析可知橢圓形和圓形兩種形貌相對其他形貌具有更好的摩擦學(xué)性能。并對橢圓形織構(gòu)和圓形織構(gòu)的參數(shù)進行分析，通過對比分析發(fā)現(xiàn)橢圓形織構(gòu)的深度與長軸比值在e1=0.05-0.06，短軸與長軸比值e2=0.5時潤滑性能最佳，且垂直排列方式相對于平行排列方式具有明顯的改善潤滑作用。而圓形織構(gòu)的最佳深徑比e=0.03，最佳排列角度大約在α=70°，且橢圓形織構(gòu)的最佳面積比10％-15％要小于圓形織構(gòu)最佳面積比

3、15％-20％。另外，較大的活塞速度和較小的間隙油膜厚度的表面織構(gòu)油膜壓力更大，有助于潤滑。
　　最后本文引入平均雷諾(Reynolds)方程，考慮在有粗糙度時表面織構(gòu)的潤滑性能，通過分析可知隨著粗糙度σ在0.5-2um內(nèi)增加，橢圓形和圓形織構(gòu)的表面摩擦力和承載力都隨之增加，但摩擦力增加的幅度要大于承載力增加的幅度，故粗糙度越大時摩擦系數(shù)越大。同時，還得到當(dāng)粗糙度σ一定時，粗糙度方向參數(shù)γ會影響潤滑油的流動;且隨著方向參數(shù)γ增大，