熊樂，胡瑞，等

磁流體是一種新興的(de)納米流體潤滑(huá)材料，是由表面活性(xìng)劑、基載液和納米磁性顆(kē)粒混合而成的(de)膠狀懸浮液體，納米磁性顆粒通常采用鐵氧體(Fe3O4)顆(kē)粒(lì)，所以磁流體(tǐ)普遍為鐵磁流體。磁流體作為一種新型材料，具有超強(qiáng)的順磁性，可被(bèi)磁場穩定控制，而且磁場梯度作用下的磁流體在軸承摩擦副中具有(yǒu)減摩抗磨作用(yòng)，可(kě)以改善軸承的性能。

磁流體以其良好的減摩、耐磨及(jí)抗(kàng)壓(yā)性能在軸承潤滑領(lǐng)域得到廣(guǎng)泛關注，包括軸承減振，提高軸承承(chéng)載性能以及減小軸承摩擦磨損等(děng)。目前研究(jiū)較多的是(shì)油潤滑方式的滑動軸承(chéng)。如對于軸承轉子的振動(dòng)問題，文獻[1]提出了一種以(yǐ)磁流(liú)體為潤滑液的油膜阻尼可控(kòng)的浮動環軸承，該軸承利用磁流體在外部磁場作用下油膜黏度的可控性，實現對軸承剛度和阻尼的控制，從而抑制轉子振幅。文獻[2]将磁流體應用于(yú)靜壓軸承，該軸(zhóu)承主要通過外部磁場對(duì)磁流體潤滑劑施加(jiā)外力。從(cóng)而産生局部流動阻力和壓力。為了檢(jiǎn)測磁流體(tǐ)軸承的承載和減磨(mó)性能(néng)，文獻[3]将磁流體直接置于(yú)環形磁鐵表面，形成圓環油膜，進行(háng)玻璃與磁環對壓試驗，結果表明，磁流體提供的液化(huà)氣體支承(chéng)将兩接(jiē)觸面隔開(kāi)，從而減小摩擦磨損(sǔn)。該試驗模型隻(zhī)是對壓測試，沒有加入旋(xuán)轉，檢測磁流體承載(zǎi)能力(lì)具有可行性，但對于檢測(cè)減磨性(xìng)能缺乏說服力。

為防止漏油，形(xíng)成高強度的油膜(mó)，滾動軸承大多采用脂潤滑(huá)方式；但相較于油潤滑方式，潤滑脂摩擦力矩較大，不(bú)适用于高速工(gōng)況，此外，其降溫效果(guǒ)差，容(róng)易導緻軸承(chéng)過熱。在安裝有良(liáng)好供油裝置的情況下，采用油(yóu)潤滑(huá)的滾動(dòng)軸承雖可克服上述難點，但(dàn)操作和維護方面不如脂(zhī)潤滑方便，增加了成本。而磁流體可以克服潤滑脂和潤滑油的難點，互(hù)補兩者優勢，既不甩油又能調節油黏度(dù)，适用(yòng)于不同工況下(xià)的(de)滾動軸承。

在高速下，推力球軸承溝(gōu)道經常出現乏油(yóu)的狀況，甚至形成幹摩擦。文獻[4]将磁流體應用于推力球軸承定點潤滑(huá)進行摩擦試驗，溝道内磨損表面和(hé)三維輪廓如圖1所示，由圖可知：在幹摩擦情況下，溝道内出現(xiàn)了嚴重的(de)塑性變形、剝落和黏附現象，體現了點接觸幹摩擦的磨損機(jī)理；随着常(cháng)規潤滑油的加入，溝道内磨損情況明顯(xiǎn)改善；在無(wú)磁場作用的磁流體潤滑情況(kuàng)下，相較于常規潤滑油磨損大幅加劇(jù)，甚至接近幹摩擦情況(kuàng)；但随着磁(cí)場的添加，溝道磨損大大減少，明顯低于常(cháng)規潤滑油的磨損(sǔn)情況，其三維形貌和(hé)沒有進行試驗(yàn)的套圈溝道非常接近，平整光滑。該研究(jiū)結果不僅證實了磁場作用下磁流(liú)體具有減緩甩油且減磨效果(guǒ)極佳的特點，還拓寬了磁流體軸承潤(rùn)滑的應用研究範圍。

磁流體潤滑(huá)理論豐富，目前研究側重于運用(yòng)磁流體動力學基本方程以及磁流體黏度方程，研究中結合了多孔結構潤滑效應，但對(duì)磁流(liú)體孔-液擠壓薄膜潤滑效應認識(shí)尚(shàng)不完全清楚，亟(jí)需突破；磁流體油膜特性取決于其磁場作用下的黏度可控性(xìng)，研(yán)究中考慮到了磁流(liú)體應力耦合效應、孔(kǒng)隙(xì)率以及工況參數等影響因素，普(pǔ)遍是(shì)以面接觸為(wéi)潤滑模(mó)型，需拓展對點/線接觸下磁(cí)流體潤滑機理的(de)研究才能完善磁(cí)流體潤滑理論，從(cóng)而逐(zhú)步推進其在軸承上的應用研(yán)究。

（節選自《軸承》2020年(nián)7期）

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（來源：軸承雜志社）