高速滚动轴承的极限转速指标dn值(轴承内径乘以工作转速)已经突破250-300万mm.r/min。在高转速下工作的滚动轴承同时面临着内部急剧发热导致的低粘度液体润滑剂蒸发或高压冷却气流作用等条件下形成的气液二相流润滑状态,高速轴承的工作失效也经常与其润滑状态的不稳定直接关联。本项目针对高速滚动轴承研究了液体润滑剂高速喷射润滑条件下的射流破碎、碰撞飞溅和卷吸作用规律,结果表明喷射润滑下随喷射速度和喷嘴直径增加即韦伯数和雷诺数的增加溅射率降低,润滑剂飞溅发生的临界值小于射流破碎临界值,喷射速度对溅射率影响最大而碰撞表面线速度对溅射率并不产生显著影响;建立了基于移动热源和考虑润滑剂热特性与流变参数的高速轴承内部发热计算和温度场分析模型,获得了高速轴承工作过程中的温度场分布规律以及与轴承结构参数的关联;研制了高压高剪流变学测试装置;研究了低粘度润滑介质中高速轴承润滑规律和介质对摩擦表面的润湿性规律;改造实验系统开展了高速滚动轴承的润滑性能实验研究,轴承工作dn值达到270万mm.r/min水平,研究成果已推广应用到涡轮喷气发动机、高速燃气轮机等高dn值陶瓷轴承的结构设计和润滑设计。
英文主题词high-speed bearing; lubrication; air-oil flow; heat analysis