润滑与密封杂志

润滑与密封杂志2026年第6期

• 聚乙二醇/水润滑剂在有限供给条件下的成膜特性

  梁鹤，刘奕咏，王文中，郭玉龙

  在许多工程应用中润滑剂往往处于有限供给状态，此时润滑膜的形成与演化机制可能与充分供给条件下存在显著差异。然而，在有限供给条件下，水溶性润滑剂在受限接触区域中的成膜规律尚缺乏系统研究。为此，基于球-盘点接触体系，结合光干涉测量与荧光示踪技术，研究聚乙二醇/水润滑剂在有限供给条件下的成膜行为及其随时间的演化特征。结果表明，在有限供给条件下，即使水分质量分数高达 80% 的聚乙二醇/水润滑剂在经历一定运行时间后也能形成接近纯聚乙二醇的润滑膜成膜水平。对比实验表明，膜厚演化由水蒸发和聚乙二醇在接触区附近的富集作用共同决定。研究结果揭示了含水聚合物润滑剂在有限供给工况下的时空演化机制，可为其在电驱系统等受限接触场景中的应用提供理论依据。

• 双弹性支撑可倾瓦滑块轴承的润滑性能分析

  郭春江，梁庆琛，郭峰，季浩，梁鹏

  针对水润滑推力轴承因润滑介质黏度低导致的润滑膜形成能力不足问题，提出双弹性支撑可倾瓦滑块轴承结构。基于流体动压润滑理论，建立稳态润滑模型，通过有限差分法求解量纲一化Reynolds方程，研究结构参数（支点位置、初始倾角、弹性模量）对润滑性能的影响，并通过解析解与数值解的对比验证程序的正确性。结果表明：出口侧弹性支撑体位置及硬度对最小膜厚的影响显著；对于固定工况，存在最优倾角使得最小膜厚最大，且设置双弹性体支撑有利于形成更优的倾角和膜厚；最小膜厚与载荷负相关，与转速正相关，当双弹性体存在硬度差异时有利于在不同转速和载荷工况下提高该机构的成膜能力。提出双弹性支撑可倾瓦滑块轴承结构通过双弹性体自适应变形优化了水膜间隙，为水润滑推力轴承的优化设计提供理论依据。

• 超临界二氧化碳轴承润滑机制与动力学特性研究进展

  范广虎，韩东江，仝晓萌，杨金福

  超临界二氧化碳（S-CO₂）布雷顿循环系统在核电、光热发电及余热回收等领域展现出广阔的应用前景。作为系统的核心支撑部件，轴承的润滑机制与动力学特性直接影响转子系统及动力装备的稳定性和可靠性。对S-CO₂轴承润滑机制与动力学特性的研究进展进行综述，分析S-CO₂在临界点附近独特的实际气体行为及其对润滑性能带来的挑战，探讨耦合实际气体效应、湍流效应与热效应的润滑模型构建方法，阐述修正雷诺方程与湍流模型的适用性，以及能量方程的耦合机制。同时，总结S-CO₂轴承静、动特性的研究现状，梳理当前实验研究的进展与面临的挑战，并对未来发展方向进行展望，为S-CO₂轴承的理论研究与工程应用提供系统参考。

• 导水槽结构参数对水轮机导轴承润滑性能的影响

  侯志皓，郭智威，吴祖旻，袁成清

  为揭示水润滑轴承导水槽结构对其摩擦学性能的内在影响机制，以热固性聚氨酯（CPU）为材料，加工为周向八窄槽（EN-c）、周向八宽槽（EW-c）、半周承载区四窄槽（FN-b）、半周非承载区四窄槽（FN-a）4种不同导水槽结构的水润滑轴承；利用水润滑轴承试验台架在载荷4 050 N（比压0.5 MPa）和转速255 r/min（线速度1.2 m/s）的试验条件下进行8 h的台架试验，综合摩擦因数、磨损量、摩擦界面温度及摩擦表面形貌对轴承摩擦学性能进行分析；并采用流固耦合的方法对4种通道结构的内部水膜状态进行仿真计算。结果表明，在定速定载的试验条件下，相较于周向八宽槽（EW-c）、半周承载区四窄槽（FN-b）、半周非承载区四窄槽（FN-a）轴承，周向八窄槽（EN-c）轴承的摩擦因数分别降低了23.9%、28%、37.9%。Fluent仿真表明，当槽宽由6 mm变为12 mm时，最大水膜压力降低了10.03%。润滑水膜压力降低将导致承载力减小，造成磨损加剧。综合润滑性能及散热能力可得，水润滑轴承中增加数量合适、结构合理的导水槽，可以有效提高轴承的润滑状态。

• 毛细管入口形状对水润滑球轴承承载能力影响的CFD分析

  彭怀鑫，顾春兴，沈景凤

  水润滑球轴承以水为润滑介质，相较于油、气等传统介质，水润滑时毛细管内因流速过高易导致类似空化效应。同时，其节流机制与油润滑存在本质差异，且流场受多因素的复杂影响，难以沿用常规理论分析方法。为此，基于流体润滑理论，建立水润滑球轴承流体润滑模型，基于CFD软件对雷诺平均Navier-Stokes方程进行求解，研究不同毛细管入口几何形状下的内部流动情况，探究不同毛细管入口几何形状对水润滑球轴承承载能力的影响。结果表明：在毛细管入口处的压降较大，而毛细管内的压力变化较小；采用直角入口流入结构可以增强毛细管入口处的压降效果，从而强化节流效应，提升轴承的静态与动态承载能力。

• 水平对置活塞二冲程柴油机主轴承润滑性能研究

  宋一杰，刘勇，马富康，邹润，张晓峰，杨坤

  目前针对水平对置活塞二冲程柴油机的研究主要集中在燃烧过程和换气系统的优化上，而对于其润滑性能的研究则相对较少。为此，针对某水平对置活塞二冲程柴油机独特的工作循环和结构特点，基于雷诺方程、膜厚方程及能量方程理论，建立柴油机主轴承的弹流润滑模型，并计算分析油槽宽度及油槽开设角度对最小油膜厚度、峰值油膜压力和平均摩擦损失等润滑特性参数的影响。研究结果表明：当油槽宽度由0.8 mm增加至2.4 mm时，最小油膜厚度降低了15.2%，峰值油膜压力增大了20.47%，而平均摩擦损失仅降低了2%，且在一定范围内，油槽宽度的增大对摩擦损失的降低作用逐渐趋于平缓；在非承载区域，当油槽开设角度从270°~90°减小至330°~30°时，最小油膜厚度降低了5.18%，峰值油膜压力增大了2.17%，平均摩擦损失减少了5.39%。

• 重大技术装备用滑动轴承研究进展

  毛泱博，王建梅，唐伟，董彦成，王源

  滑动轴承是矿山冶金、航空航天、风力发电与船舶海工等重大技术装备的关键基础支承部件，其服役可靠性直接关系整机效率、运行稳定性与使用寿命。随着高端装备向高功率密度、高转速、重载和长寿命方向发展，滑动轴承在载荷波动、不对中、温升及润滑介质污染等复杂工况下，面临材料体系、制造质量、性能预测与可维护性等方面的更高要求。以风电、冶金轧机、内燃机、航空航天和船舶海工等典型应用场景为主线，综述离心浇铸、焊接与复合连接、增材摩擦搅拌沉积、冷喷涂和激光熔覆等制造与修复工艺及其对组织演化和界面性能的影响；归纳滑动轴承在材料体系、界面摩擦学、寿命预测与结构优化、系统动力学与工程验证以及智能监测与新型润滑技术等方面的研究进展。分析表明，不同应用场景在载荷谱、转速范围、润滑介质和维护条件上存在显著差异，滑动轴承技术的发展正由单一材料或部件性能提升，转向材料、制造、润滑、监测与试验验证协同优化。未来仍需围绕高性能材料与表面涂层、多物理场耦合建模、制造修复一体化、试验评价标准化以及智能监测和绿色润滑等方向持续突破，以期为重大技术装备用滑动轴承的技术研发与工程应用提供参考。

• 集成式可控液体静压轴承主轴系统静动态特性分析

  徐大伟，潘伟，于滋谦，王润泽

  可控液体静压轴承具有根据工况调整刚度阻尼和主动抑制主轴振动等优点，但现有系统动态特性较差，控制效果并不理想。针对一种新型不含中间管路的集成式可控液体静压轴承主轴系统，利用FLUENT软件建立有限元模型，采用仿真方法分析其静、动态特性，并与基于雷诺方程、流量平衡方程以及欧拉法的理论模型计算结果及实验数据对比，验证了有限元模型的高精度与实际符合性。通过该模型，仿真分析系统的油腔压力、流量、轴心平衡点等随工况的变化规律，以及阶跃响应速度与耦合效应等动态特性。结果表明：在偏心率一定的情况下，随着主轴转速升高，轴承各油腔内的压力均发生显著变化；系统X、Y方向动态响应的耦合现象随转速提升愈发明显，且由于动压效应的存在，主轴转速也会对系统响应速度产生影响。研究结果为集成式可控液体静压轴承的结构优化与控制器设计提供了参考。

• 不同结构参数下多孔质径向轴承静态特性分析

  赵仪，尹自强，李明穗，张超

  为研究长度与直径两种结构参数变化对多孔质气体静压径向轴承静态特性的影响，采用ANSYS FLUENT软件对多孔质气体静压径向轴承进行仿真分析。通过探究初始气膜间隙、供气压力、偏心率等因素对不同结构参数下轴承静态特性的影响，比较直径和长度两种结构参数变化对承载性能的影响差异，并搭建实验测试平台以验证仿真分析的结果。结果表明：在相同条件下，轴承承载力和刚度随着初始气膜间隙的增大而减小，随着供气压力和偏心率的增大而增大。无论是增加轴承的长度还是增大其直径，初始气膜间隙为8 μm时，径向轴承的刚度均能达到最大值。当轴承的偏心率较小时，增加轴承长度能更有效地提升轴承的承载力；当偏心率超过0.25时，增大轴承直径能更好地提高轴承的承载力；当偏心率为0.5时，增大直径更有利于提升轴承的承载力和刚度。

• 考虑惯性力的超高速螺旋槽径向轴承承载性能分析

  李凯凯，殷玉枫，赵岩松，张岩，袁月茹，申智伟

  传统的层流润滑理论往往忽略了流体流动中的惯性力，然而随着转速的提高，惯性力的影响越大，忽略惯性力的影响会给结果造成很大的误差。以氢燃料电池空气压缩机中的轴承系统为研究对象，综合考虑200 000 r/min时惯性力螺旋槽动压气体轴承的承载力，建立惯性轴承的动力学模型。建立考虑惯性效应的扩展Reynolds方程，使用有限差分法进行数值求解，对比分析考虑惯性效应与忽略惯性效应两种情形下螺旋槽轴承的承载能力差异。结果表明：随转速的提高，惯性力对轴承的影响增大，承载力随转速的增大先提升后下降；随着气膜厚度的增加，承载力减小；气膜厚度较小时，承载力随着偏心率的增大而降低，但随着气膜厚度的增加，承载力转为先增加后减小；轴承槽型参数槽深比、槽长比增大时，承载力相应地增大；承载力随槽宽比和槽数的增加而先增加后减小，均会出现极大值；承载力随螺旋角的增加而增大，当螺旋角增加到一定值后，惯性力对承载力的影响趋于稳定，承载力增长变缓。研究表明，惯性效应对高转速螺旋槽气体径向轴承承载特性的影响显著，有必要考虑惯性力的影响。

• 风机主轴轴承优化设计

  王燕霜，薛连金，张明宇，李伟，栗文彬，王高峰

  随着新能源技术快速发展，大功率风电机组需求持续增加，亟须设计兼具高性能与高经济性的风电主轴承。采用遗传算法构建风机主轴承结构参数优化模型，对轴承内径、外径、接触角以及滚动体尺寸与数量等参数开展协同优化。以上、下风向主轴承总体积最小化为优化目标，同时引入几何约束及包含疲劳寿命在内的多项性能约束条件，并通过理论计算与有限元分析相结合的方式，对接触应力、疲劳寿命等性能指标进行校核验证。结果表明：相较于分别对上、下风向轴承独立优化，采用整体联合优化策略可更全面地协调二者性能匹配关系，使优化结果更具均衡性，整体优化效果更优。基于线性损伤累积理论，计算主轴承在多种工况下的疲劳寿命，求解满足全部性能要求及20年设计寿命前提下的最小主轴承总体积。优化结果表明，在确保性能达标与20年服役寿命的前提下，上、下风向主轴承总体积较优化前降低了13.63%。

• 低空环境水污染对锂基润滑脂流变和摩擦学性能的影响

  吴雅婷，古乐，汪剑云，孙东，张传伟，王黎钦，刘毅

  为探究低空飞行器服役环境中水汽侵入对润滑脂性能退化的影响，研究不同水含量条件下复合锂基润滑脂的流变特性及摩擦磨损行为。以低空航空电机轴承常用锂基润滑脂为研究对象，在质量分数0~16%的水含量范围内，对其理化性能、流变特性及高速重载工况下的摩擦磨损性能进行系统分析。结果表明：随着水含量增加，润滑脂胶体耐热性下降、分油倾向增强，屈服应力和黏弹模量持续降低，润滑膜稳定性减弱，摩擦因数和磨损程度总体呈上升趋势；在约4%质量分数的低水含量条件下，润滑脂在锥入度测试中出现表观硬化，但其触变性和黏弹结构稳定性显著下降，在剪切与摩擦热作用下水分快速析出或蒸发，导致润滑状态发生突变并产生较大的磨损；随着水含量的进一步提高，润滑脂结构破坏加剧，磨损机制由磨粒磨损逐步转变为以氧化磨损为主并伴随局部黏着磨损。研究结果可为低空飞行器脂润滑摩擦副的状态评估与润滑维护提供参考。

• 航空发动机主轴高速轴承的断油性能

  汪旭，颜家森，朱建阳，张瑶池，古乐

  为揭示断油工况下航空发动机主轴高速角接触球轴承的服役性能变化机制，采用试验测试与有限元计算相结合的方法，系统研究不同转速和断油时间下轴承的外观形貌、温度及电机功率变化规律。结果表明：断油过程中，轴承外圈温度持续上升，高转速下温升更为显著，在43 200 r/min转速下进行30 s断油测试后，外圈表面最高温升达到45.9 ℃；电主轴功率在断油后先减小后增大，其中功率最低点反映了供油状态下轴承载荷引发的摩擦力矩。通过有限元仿真分析，验证了断油后轴承温度持续上升的现象，并揭示了轴承内部换热系数大幅降低是导致温度不断升高的主要原因。

• 航空发动机端盖式轴承腔回油特性试验研究

  姜会庆，覃经文，朱泽韬，吕亚国，姚金甫

  随着航空发动机高效能、低排放发展的需求牵引，轴承腔的高效回油性能对于保障滑油系统循环能力及降低滑油损耗具有重要意义。为提高轴承腔回油能力，搭建一种可测量轴承腔内滑油滞留量的试验系统，针对一种新型端盖式轴承腔回油结构开展试验研究，分析转速及供油量组合对轴承腔内滑油滞留量的影响规律。结果表明，搭建的轴承腔回油性能测试系统可有效实现对腔内滑油滞留量的测量；端盖式轴承腔腔内滞留量及滑油体积分数随着转速的增加而下降，随着供油量的提升而增大；转速由1 000 r/min提升至11 000 r/min时，腔内滞留量随转速平均下降25.01%；供油量由1.16 L/min提升至3.89 L/min时，滑油滞留量平均增加约26.74%。研究结果可为航空发动机及燃气轮机润滑系统精细化设计提供工程参考。

• 低速重载工况下水润滑轴承磨损特性仿真预测

  王瑞鹏，金勇，张雪琴

  在低速重载情况下，水润滑轴承内衬材料的磨损行为十分复杂，对设备的可靠性和寿命有着直接影响。为探讨低速重载条件下水润滑轴承的磨损特性，采用Archard磨损模型作为理论基础，通过有限元分析软件ABAQUS进行仿真模拟，开发Umeshmotion子程序，结合ALE自适应网格技术，实现对轴承磨损过程的动态模拟。该方法不仅能够实时计算磨损位移，还能准确捕捉材料去除过程中的应力应变分布变化，提升仿真的真实度和预测能力。通过试验对所提方法的有效性进行验证，结果表明，仿真与试验数据之间具有高度的一致性，平均误差仅为4.26%，证明了该方法在预测水润滑轴承磨损行为上的可靠性和准确性。此外，研究还表明，通过调整子程序中的参数，可以实现对不同实际工程下的轴承磨损情况的精确预测，为预测轴承磨损提供了一种可靠的数值计算工具。

• 航发主轴双半内圈球轴承滑油中断热特性分析

  王恒迪，段渊博，张文虎，邓四二，赵滨海

  针对航空发动机高速重载工况下双半内圈球轴承滑油中断过程中的温升问题，基于轴承动力学理论和传热学理论分别建立轴承动力学仿真模型和热固流耦合仿真模型。以轴承腔内润滑油分布、轴承摩擦功耗及各元件温度为分析指标，探讨轴承结构参数和工况参数对轴承摩擦功耗和滑油中断热特性的影响规律，以及对双半内圈球轴承抗滑油中断性能的影响。研究结果表明：轴承滑油中断后，轴承腔内润滑油含量在短时间内降至极低水平，且润滑油分布多靠近外圈区域，使得滑油中断后轴承温度急剧增加；差动滑动摩擦功耗在轴承摩擦功耗中占主导地位，改变结构和工况参数均是通过影响差动滑动摩擦功耗来改变轴承摩擦功耗和温度；轴承的载荷比、垫片厚度和内沟曲率系数的增大，均会降低轴承滑油中断前后的温差，进而提升轴承的抗滑油中断能力。

• 自润滑关节轴承衬垫摩擦磨损性能研究进展

  刘建，张永振，杜三明，宋晨飞

  自润滑关节轴承因其免维护、高承载、长寿命等突出特性，已成为航空航天、高端装备、精密仪器等领域的核心基础件。作为轴承实现自润滑功能的关键载体，衬垫材料的摩擦学性能直接决定轴承的服役寿命和运行可靠性。对自润滑关节轴承衬垫材料的研究进展进行系统综述，重点围绕关节轴承在极端工况下的苛刻服役特点、损伤机制阐释、材料结构优化、界面改性调控、摩擦磨损试验方法及性能评价等方面展开分析。苛刻服役条件对衬垫提出更高要求，如更高的摩擦磨损性能及寿命可靠性。在机制研究方面，转移膜的形成演化机制、摩擦热致损伤行为及力-热耦合效应是解释磨损规律的核心理论基础。在材料结构方面，平纹、斜纹、缎纹等不同编织结构对摩擦学性能具有显著影响；界面改性主要通过化学与物理手段，增强纤维与纤维以及纤维与基体的结合力；填料改性逐渐向多组分协同体系发展，以提升材料在苛刻工况下的综合性能。对摩擦磨损试验方法进行归纳，分析不同摩擦副结构及其适用范围，并梳理当前主要的测试标准。

• 钛合金轴承用高承载纤维织物自润滑材料的摩擦学性能

  高翔，杨明明，张招柱，费玉龙，袁军亚，姜葳，邱明

  为提高钛合金（TC4）关节轴承的摩擦学性能，设计制备芳纶纳米纤维/氧化石墨烯（ANFs/GO）二元功能纳米复合材料。将ANFs/GO作为增强材料添加到芳纶/PTFE纤维织物自润滑复合材料中，考察纤维织物自润滑复合材料在钛合金自润滑滑动轴承中的减摩抗磨性能。栓-盘摩擦磨损试验结果表明：质量分数1% ANFs/GO增强芳纶/PTFE纤维织物自润滑复合材料，在与钛合金对摩过程中表现出优异的摩擦学性能，磨损量降低了33.1%。轴-瓦摆动摩擦磨损试验结果表明，在室温、165 ℃高温、-55 ℃低温及介质污染工况下，ANFs/GO增强芳纶/PTFE纤维织物自润滑复合材料的摩擦因数均在0.03以下，不同工况条件下复合材料的磨损量存在较大差异，但均满足GJB 10850—2022标准要求。采用扫描电镜（SEM）对ANFs/GO增强芳纶/PTFE纤维织物自润滑复合材料磨损表面及摩擦对偶表面进行剖析，发现复合材料磨损行为与摩擦对偶表面转移膜的质量有关。高温工况下，纤维织物自润滑复合材料在滑动剪切作用下纤维-树脂界面作用减弱，表层树脂剥落严重，对偶表面转移膜较厚且不均匀；低温工况下，树脂基体材料脆性增加，滑动剪切作用下树脂以粉末状从滑动界面排出，在摩擦对偶表面基本无转移，仅有极少量树脂粉末黏附。

• WS2含量对Ni基复合材料摩擦学性能的影响

  常嘉硕，陈本乐，王星星，高飞，李斑虎

  为开发适用于400~800 ℃宽温域服役的镍基自润滑材料，采用真空热压烧结法制备WS2质量分数分别为8%、10%和12%的NiCrMo基复合材料，系统研究WS2含量对其微观组织、力学性能及摩擦学行为的影响。结果表明：随着WS2质量分数的增加，复合材料的硬度显著提升，但抗弯强度与冲击韧性有所下降；在400~800 ℃范围内，WS2与Ag、CaF2-BaF2等润滑相协同作用，构建了从中低温层状润滑到高温摩擦化学反应润滑的连续润滑体系；当WS2质量分数为12%时，复合材料表现出最优的宽温域摩擦学性能，其平均摩擦因数为0.03~0.15，磨损率稳定在9.3×10-5~1.98×10-4 mm3/（N·m）。拉曼光谱与磨损形貌分析表明，WS2在高温下通过摩擦化学反应生成BaWO4、CaWO4等钨酸盐，形成连续致密的润滑膜，能有效抑制裂纹扩展与表面磨损。研究结果为极端工况下宽温域自润滑材料的设计与开发提供了试验依据。

• 考虑弹流触点特性的轴承电容数值计算方法

  方韶华，刘金杰，种贺，渠珍珍，金旭阳，栗心明

  轴承电容在润滑性能评估及电气工况下润滑行为研究中具有关键作用。当前的轴承触点电容建模方法，普遍将接触区域简化为理想化的平行板刚性结构，未考虑弹流触点特性。为更真实反映物理本质，构建一种基于弹流接触特性的弹性模型，并考察油膜厚度、载荷等参数对触点电容的影响规律。研究结果表明：弹流条件下的触点电容随油膜厚度增加而降低，随外加载荷增大而增大，其总体变化趋势仍遵循经典平行板电容公式的基本框架；但由于弹流效应的存在，电容主要分布在最小膜厚区域，呈现出与经典弹流形态高度一致的特征。相较于传统刚性模型，该弹性模型所得电容值明显偏高，且电容随参数的变化规律有所改变，其关键是弹性形变导致最小膜厚区域的电容增加及分布规律变化。针对触点压力与润滑介质介电常数之间关系的探讨发现，触点压力对介电常数有显著影响，且考虑弹性变形的影响时，在接触区内存在明显的二次压力峰，进一步影响电容计算。