19、轴表面带人字形纹理的滑动轴承参数分析

轴表面带人字形纹理的滑动轴承参数分析

1 引言

随着对高能效机器的需求不断增加，工程领域开始探索减少运行损失的方法，其中对滑动和润滑接触表面进行纹理化处理是研究方向之一。纹理化可理解为对表面拓扑结构的有意改变，无论是结构化还是随机的。

早期研究关注传统加工工艺在表面形成的非结构化纹理，发现滑动接触表面的不规则性可改善一些流体动力特性，这促使人们尝试以更有组织的方式施加此类不规则性，以利用流体动力效应改善润滑接触性能。近年来，现代加工技术的出现，如离子蚀刻、磨料喷射加工、激光表面纹理化、机械微拉伸和磨削纹理化等，使得在表面可控地施加微米级纹理成为可能。

在过去几十年里，结构化纹理在润滑接触中的应用得到了广泛研究，特别是在滑动轴承和轴颈轴承中。研究表明，纹理化表面在不同润滑状态下都能降低摩擦系数。一种观点认为纹理可作为润滑剂储存器，在润滑不足或边界润滑状态下提供额外润滑，但更被接受的假设是，纹理通过局部空化区域改变接触中的流体动力压力分布，从而提高接触的承载能力。

在轴颈轴承中，表面纹理可改变重要的静态特性，如转子偏心度、偏位角、驱动扭矩和油流量。纹理的几何形状、尺寸和位置对取得积极效果起着重要作用，但目前关于最佳纹理参数尚无共识。例如，在轴承衬套的加载区域采用人字形纹理效果良好，而采用方形纹理则不如全纹理化的轴承衬套。

文献中研究了多种纹理几何形状，包括圆形、矩形、三角形和人字形等，在不同工况下都有不错的效果。不过，大多数研究将纹理应用于接触的静态表面，对润滑接触运动部件的纹理化研究较少。例如，在气缸活塞表面采用凹坑图案可降低摩擦，在气缸表面采用凹槽可增加润滑剂的保留量。

在轴颈轴承方面，曾对旋转轴表面的四种不同纹理几何形