基于永磁环阵列的磁流体支撑及润滑特性研究

李晶冰, 戴庆文, 黄 巍, 王晓雷

(南京航空航天大学 直升机传动技术重点实验室, 江苏 南京 210016)

在各种机械结构中，部件之间的摩擦与磨损普遍存在. 这不仅会造成能量损耗，也将不同程度地降低机械可靠性与寿命. 实现低摩擦是人类追求不懈的目标. 近年来，研究人员已从减摩材料、表面设计及涂层等几个方面着手，进行了大量的研究并取得了显著的成效. 随着分子摩擦学的兴起，科学家已从理论上论证了超滑状态(Superlubricity)存在的可能性，由此推开了“零摩擦”的大门[1-2]. 经过多年的发展，超滑研究在理论[3-5]和试验方面[6-8]均取得了长足进步，且已发现了某些具有超滑特性的材料，如富勒烯碳膜[9-10]和石墨[11-12]等，其摩擦系数在10-3量级或更低[9,11]，但上述结果大多是基于点接触，也易受环境因素的影响，暂无法实现工业应用[12-14].

生产实践中最接近超滑状态的是流体润滑状态[15-16]，且理论上无磨损，对于滑动摩擦而言是十分理想的润滑状态. 一般来说，流体润滑可分成流体静压润滑和流体动压润滑，但不论是传统的流体静压或动压润滑方式，均有相应的形成条件. 流体静压润滑需利用泵产生油压，占用空间大；而动压润滑则要借助摩擦副间的相对运动使油膜内压升高产生承载能力，且运动表面间需形成楔形间隙. 如何在摩擦副间实现低摩擦及零磨损特性的同时，又可使油膜在低速或完全静止的平面间依然能产生支撑和承载能力是亟待解决的问题.

磁流……