条纹形流体引导表面织构设计及润滑增效应用
编号:277
稿件编号:302 访问权限:仅限参会人
更新:2026-03-28 22:09:14 浏览:37次
口头报告
摘要
目的 针对乏油工况下机械部件润滑膜难以持续维持、摩擦磨损与运行失稳加剧的问题,构建一种无需化学修饰、具备定向导油能力的表面织构,以提升受限供油条件下的润滑性能。方法 采用纳秒激光在45钢表面制备条纹沟槽织构,系统调控条纹宽度及空间排布,建立密度梯度、梯形和楔形三类构型;结合静态接触角、液滴铺展、往复摩擦和滚动轴承试验,分析其润湿调控、导油行为及乏油润滑强化效果。结果 条纹宽度对各向异性润湿具有显著影响,最优宽度为0.10 mm。与密度梯度和梯形构型相比,楔形条纹织构表现出更强单向铺展能力,前后铺展距离比最高达9.6。往复摩擦试验中,织构表面在2至6 Hz范围内较光滑表面保持更低且更稳定的摩擦系数,30 min后磨痕粗糙度增幅降低47%。在5000 r/min、500 N、40 min及10 μL初始供油条件下,织构轴承稳态温升降低37.9%,振动加速度均方根值降低46.6%。创新点在于提出了完全依赖几何构型的无涂层单向导油表面,并实现了液体定向输运与乏油润滑强化的耦合设计。结论 楔形分布条纹沟槽可通过毛细预润湿、几何不对称引起的拉普拉斯压差及粗糙度相关润湿梯度协同作用,实现润滑油定向输运与界面持续补给,从而显著提升乏油工况下机械系统的热稳定性与动态稳定性。
关键字
表面织构,乏油润滑,流体引导,润滑增效,摩擦磨损
稿件作者
代松杰
西安交通大学机械工程学院现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室
张辉
西安交通大学
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