液体动力润滑径向滑动轴承的设计计算 - 图文

§13—5 液体动力润滑径向滑动轴承的设计计算

一、动压油膜和液体摩擦状态的建立过程

流体动力润滑的工作过程：起动、不稳定运转、稳定运转三个阶段 起始时n=0，轴颈与轴承孔在最下方位置接触

1、起动时，由于速度低，轴颈与孔壁金属直接接触，在摩擦力作用下，轴颈沿孔内壁向右上方爬开。

2、不稳定运转阶段，随转速上升，进入油楔腔内油逐渐增多，形成压力油膜，把轴颈浮起推向左下方。（由图b→图c）

3、稳定运转阶段（图d）：油压与外载F平衡时，轴颈部稳定在某一位置上运转。转速越高，轴颈中心稳定位置愈靠近轴孔中心。（但当两心重合时，油楔消失，失去承载能力）

从上述分析可以得出动压轴承形成动压油膜的必要条件是

（1）相对运动两表面必须形成一个收敛楔形

（2）被油膜分开的两表面必须有一定的相对滑动速度vs，其运动方向必须使润滑从大口流进，小口流出。

（3）润滑油必须有一定的粘度，供油要充分。 v越大，η 越大，油膜承载能力越高。 实际轴承的附加约束条件： 压力 pv值 速度 最小油膜厚度

温升

二、最小油膜厚度hmin

1、几何关系

图13－13 径向滑动轴承的几何参数和油压分布

O—轴颈中心，O1—轴承中心，起始位置F与OO1重合，轴颈半径-r，轴承孔半径R ∴半径间隙： （13-6-1）

半径间隙：

（13-6）

相对间隙：

（13-7）

偏心距：

（13-8） （13-9）

偏心率：

以OO1为极轴，任意截面处相对于极轴位置为φ 处对应油膜厚度为h，

（13-10）

h的推导：在

中，根据余弦定律可得

（13-11）

略去高阶微量

，再引入半径间隙

，并两端开方得

（13-12）

三.流体动力润滑基本方程（雷诺方程）

流体动力润滑基本方程（雷诺方程）是根据粘性流体动力学基本方程出发，作了一些假设条件后简化而得的。

假设条件是：

1）忽略压力对润滑油粘度的影响；2）流体为粘性流体；3）流体不可压缩，并作层流；4）流体膜中压力沿膜厚方向是不变的；

2）略去惯性力和重力的影响。 可以得出：

∴

（13-13） 一维雷诺流体动力润滑方程

上式对x取偏导数可得

（13-14）

若再考虑润滑油沿Z方向的流动，则

（13-15）二维雷诺流体动力润滑方程式

四、最小油膜厚度

由 中可看出油压的变化与润滑油的粘度、表面滑动速度和油膜厚度的变化有关，利用该式可求出油膜中各点的压力p，全

部油膜压力之和即为油膜的承载能力。 根据一维雷诺方程式，将

及h和h0的表达式代入，即得到极坐标形式的雷诺方程为：

（13-16）

将上式从压力区起始角φ1 至任意角φ 进行积分，得任意极角φ 处的压力，即

（13-17）

而压力Pφ 在外载荷方向上的分量为

（13-18）

（13-19） （13-20） （13-21）

V——轴颈圆周线速度m/s；L——轴承宽；η ——动力粘度Pa.S； Fr——外载，N；

Cp——承载量系数—见下表5，数值积分方法求得。 表13－3

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