熊樂，胡瑞(ruì)，等

磁流體是(shì)一(yī)種新興(xìng)的納米(mǐ)流體(tǐ)潤(rùn)滑材料(liào)，是由(yóu)表面活性(xìng)劑(jì)、基載液和納(nà)米磁(cí)性顆粒混(hùn)合而成的(de)膠狀(zhuàng)懸浮(fú)液體，納米磁性(xìng)顆粒通常采用(yòng)鐵(tiě)氧體(fe3o4)顆(kē)粒，所以磁(cí)流體普遍(biàn)為(wéi)鐵磁流(liú)體。磁流(liú)體作為(wéi)一種新型材料(liào)，具有超(chāo)強(qiáng)的順磁性，可被磁場(chǎng)穩定控制，而且磁場梯度作用下的磁流體在(zài)軸承(chéng)摩擦副中(zhōng)具有減摩(mó)抗(kàng)磨(mó)作用，可以(yǐ)改善軸承(chéng)的(de)性能。

磁(cí)流體以其(qí)良好(hǎo)的減摩、耐磨及(jí)抗壓性能在軸(zhóu)承潤滑領域得到廣泛(fàn)關注，包(bāo)括軸(zhóu)承減振，提高軸承(chéng)承載性(xìng)能以及減小軸承摩擦(cā)磨損等(děng)。目前研(yán)究(jiū)較多(duō)的是油潤滑方(fāng)式的滑動(dòng)軸承(chéng)。如對于軸承(chéng)轉(zhuǎn)子的振動(dòng)問題，文獻[1]提出了一種以(yǐ)磁流體為(wéi)潤滑液的(de)油膜(mó)阻尼可控的浮動環(huán)軸承，該軸(zhóu)承利用磁流體在外部磁場作(zuò)用下油膜(mó)黏度(dù)的可控性，實現(xiàn)對軸承(chéng)剛(gāng)度和阻尼的(de)控制，從(cóng)而抑(yì)制轉子振(zhèn)幅。文獻[2]将磁流(liú)體應用于靜壓軸承，該(gāi)軸(zhóu)承主(zhǔ)要通過(guò)外部磁場對(duì)磁流體潤(rùn)滑劑施(shī)加外力(lì)。從而産生局(jú)部(bù)流動阻(zǔ)力和壓(yā)力。為(wéi)了檢測磁流體(tǐ)軸(zhóu)承的承(chéng)載和減磨性能(néng)，文獻[3]将磁流體直接(jiē)置于環形(xíng)磁鐵表(biǎo)面，形成圓環(huán)油膜，進行(háng)玻璃與(yǔ)磁(cí)環對壓試驗，結果表(biǎo)明，磁流體提供的液(yè)化(huà)氣(qì)體支承将(jiāng)兩(liǎng)接(jiē)觸面隔(gé)開(kāi)，從而減小(xiǎo)摩擦磨損(sǔn)。該(gāi)試驗模型隻是對(duì)壓測(cè)試(shì)，沒有加入旋(xuán)轉(zhuǎn)，檢測磁(cí)流體承(chéng)載(zǎi)能力(lì)具有可行性，但(dàn)對于檢測(cè)減磨性能缺乏說服(fú)力。

為防(fáng)止(zhǐ)漏油，形成高強度的(de)油膜，滾動軸承(chéng)大多采用脂潤(rùn)滑方(fāng)式；但相較于油(yóu)潤滑方式，潤滑脂(zhī)摩(mó)擦力(lì)矩較大，不适(shì)用(yòng)于高速(sù)工(gōng)況，此外，其降溫效果(guǒ)差，容易(yì)導緻軸承過熱。在安裝(zhuāng)有良好供油裝置的情(qíng)況(kuàng)下，采(cǎi)用油潤(rùn)滑的滾(gǔn)動軸(zhóu)承(chéng)雖可克(kè)服上述難點，但(dàn)操作和維護方(fāng)面不(bú)如脂(zhī)潤滑(huá)方便(biàn)，增加了成(chéng)本。而(ér)磁流體可以克服潤滑脂(zhī)和潤(rùn)滑油(yóu)的難(nán)點，互(hù)補兩者優(yōu)勢，既不甩油又能調節油(yóu)黏度(dù)，适(shì)用于不同工(gōng)況下(xià)的滾動(dòng)軸(zhóu)承。

在高速(sù)下，推(tuī)力球軸承溝道(dào)經常(cháng)出現乏油的狀況，甚至形(xíng)成幹摩擦。文(wén)獻[4]将磁流體應用(yòng)于推力球軸承定點(diǎn)潤滑進行(háng)摩擦(cā)試驗(yàn)，溝道(dào)内磨損表(biǎo)面和(hé)三維輪廓如圖(tú)1所示，由圖(tú)可知(zhī)：在幹摩擦(cā)情況(kuàng)下，溝道内出現(xiàn)了嚴重(zhòng)的(de)塑性變形、剝(bāo)落(luò)和黏(nián)附現(xiàn)象，體(tǐ)現了(le)點接(jiē)觸(chù)幹摩擦的磨損(sǔn)機(jī)理；随(suí)着常(cháng)規潤(rùn)滑油(yóu)的加入，溝(gōu)道内(nèi)磨損情況明顯(xiǎn)改善(shàn)；在無磁場(chǎng)作用(yòng)的磁流體(tǐ)潤滑(huá)情況下，相(xiàng)較于常規(guī)潤滑(huá)油磨損(sǔn)大幅加(jiā)劇，甚(shèn)至接近幹(gàn)摩(mó)擦情況；但随(suí)着磁(cí)場的添加(jiā)，溝道磨損(sǔn)大大(dà)減少，明顯低于(yú)常規(guī)潤(rùn)滑(huá)油的(de)磨損(sǔn)情況，其三(sān)維形貌和(hé)沒(méi)有(yǒu)進行試驗的套(tào)圈溝道非常接(jiē)近，平(píng)整光滑。該(gāi)研(yán)究結果不僅證實(shí)了(le)磁場(chǎng)作(zuò)用下(xià)磁流體具(jù)有減(jiǎn)緩(huǎn)甩油且(qiě)減磨(mó)效果極佳的特(tè)點(diǎn)，還拓寬(kuān)了磁流(liú)體軸承(chéng)潤滑(huá)的應(yīng)用研究範(fàn)圍(wéi)。

磁(cí)流體潤滑理論(lùn)豐富(fù)，目(mù)前研(yán)究(jiū)側重(zhòng)于運用磁(cí)流體(tǐ)動力學基(jī)本方(fāng)程以(yǐ)及磁(cí)流體黏度(dù)方程，研究(jiū)中結(jié)合了多孔(kǒng)結構潤(rùn)滑(huá)效應(yīng)，但對(duì)磁流體孔-液擠壓薄膜潤滑效(xiào)應認識尚(shàng)不完全清楚，亟需突(tū)破；磁流(liú)體(tǐ)油膜特性(xìng)取決(jué)于其磁場作用(yòng)下的黏度可控(kòng)性，研究中考慮(lǜ)到了磁流(liú)體應力耦(ǒu)合效(xiào)應、孔(kǒng)隙率以(yǐ)及工況(kuàng)參數等影響因素，普(pǔ)遍是以面(miàn)接觸為潤滑模(mó)型，需拓(tuò)展(zhǎn)對點/線接(jiē)觸下磁流(liú)體潤(rùn)滑(huá)機(jī)理的研究才能(néng)完善(shàn)磁流體潤滑理(lǐ)論，從(cóng)而(ér)逐步推(tuī)進其在軸承上(shàng)的應用研(yán)究。

（節(jiē)選自《軸承(chéng)》2020年7期(qī)）

參考(kǎo)文獻：

[1] wang x,li h, meng g. rotordynamic coefficients ofa controllable magnetorheological fluid lubricated floating ring bearing[j]. tribology international ,2017,114:1-14.

[2] lampaertsg e,van ostayen r a j. experimental results on a hydrostatic bearing lubricated with amagnetorheological fluid [j]. current applied physics,2019,19(12):1441 - 1448.

[3] hu z, wang z, huang w,et al. supporting and friction properties of magnetic fluids bearings[j]. tribology international ,2019,130:334 -338.

[4] xu m,dai q, huang w ,et al. using magnetic fluids to improve the behavior of ball bearings under starved lubrication [j]. tribology international, 2020, 141:105950.

（來源：軸承雜志(zhì)社）