液体动力滑动轴承设计计算.ppt

液体动力滑动轴承设计计算
形成动压油膜的必要条件：
；
；
。其运动方向必须保证润滑油从大截面流进，从小截面出来。
2021/3/10
2
潘存云教授研制
二、流体动力润滑基本方程的建立
为了得到简化形式的流体动力平衡方程（Navier－Stokes方程），作如下假设：
▲ 流体的流动是层流;
▲ 忽略压力对流体粘度的影响;
▲ 略去惯性力及重力的影响，故所研究的单元体为
静平衡状态或匀速直线运动，且只有表面力作用于单元体上；
▲ 流体是不可压缩的；
▲ 流体中的压力在各流体层之间保持为常数。即p不随y的变化
而变化
▲ 流体满足牛顿定律，即 ；
τ=η
du
dy
实际上粘度随压力的增高而增加；
即层及层之间没有物质和能量的交换；
V
B
A
x
z
y
2021/3/10
3
潘存云教授研制
取微单元进行受力分析:
τ
τ+dτ
p+dp
p
pdydz+(τ+dτ)dxdz-(p+dp)dydz –τdxdz=0
=
dτ
d y
dx
dp
dy
du
τ=η
整理后得：
又有：
任意一点的油膜压力p沿x方向的变化率，及该点y向的速度梯度的导数有关。
对y积分得：
u= y2+C1y+C2
2η
1
dx
dp
引入边界条件
整理得：
u= (y2- hy) +
2η
1
dx
dp
v
h
y-h
V
B
A
x
z
y
压力流
剪切流
v
v
a
a
c
c
x
z
y
V
h0
b
b
2021/3/10
4
潘存云教授研制
v
v
F
a
a
c
c
x
z
y
任意截面内的流量：
依据流体的连续性原理，通过不同截面的流量是相等的
=6ηv
dx
dp
h0-h
h3
得：
--一维雷诺方程
由上式可得压力分布曲线: p=f(x)
在b-b处：h=h0， p=pmax
液体动压润滑的基本方程，它描述了油膜压力p的变化及动力粘度、相对滑动速度及油膜厚度h之间的关系。
pmax
x
p
h0
b
b
b-b截面内的流量：
2021/3/10
5
潘存云教授研制
▲轴颈最终的平衡位置可用偏位角φa和偏心距e来表示。
▲ 轴承工作能力取决于hmin，它及η、ω、Δ和F 等有 关， 应保证 hmin≥[h]。
F
∑ Fy =F
∑ Fx ≠ 0
：
静止
→爬升
→将轴起抬
转速继续升高
→质心左移
→稳定运转工作转速
e
φa
hmin
e ---偏心距
∑ Fy =F
∑ Fx = 0
三阶段：
1。轴的启动阶段
2。不稳定润滑阶段
---混合摩擦润滑状态
3。液体动压润滑运行阶段
---液体摩擦润滑状态
2021/3/10
6
χ＝ e / δ 为偏心率
直径间隙：Δ＝ D－ d
半径间隙：δ＝ R－ r ＝ Δ/ 2
相对间隙：ψ ＝ δ / r ＝ Δ / d
稳定工作位置如图所示 ，连心线及外载荷的方向形成一偏位角，
设：孔、轴半径：R, r ； 直径为：D，d，
偏心距: e 　　偏位角： φ a
注：偏心率χ的大小反映了轴承的承载能力。
当载荷很小或转速很高时， χ≈0，此时轴、孔中心接 近重合，油楔消失， hmin≈δ；
当载荷很大或转速很小时， χ≈1，此时轴颈及轴瓦接 触，hmin≈0 ，油膜被破坏；
潘存云教授研制
e
φa
D
d
o1
o
F
hmin
hmin= R－ (r +e)
最小油膜厚度 ：
最小油膜厚度: hmin =δ－e ＝ rψ(1-χ)
定义:
2021/3/10
7
四、径向滑动轴承的工作能力设计
1、主要失效形式： （油楔破坏）
1）粘着磨损：由于外载过大或温升过高等，油楔被破坏， 造成轴及轴承粘着咬死。
措施：保证轴承具有一定的承载能力，同时严格控制温升
2）磨粒磨损：由于油中污物或外界的杂质的进入等引起
措施：定期检查油，加强密封。 （铁谱