动态润滑的基本原理

《动态润滑的基本原理》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、FFFF如两板不平行板。板间间隙呈沿运动方向由大到小呈收敛楔形分布，且板A有载荷，当板A运动时，两端速度若程虚线分布，则必然进油多而出油少。由于液体实际上是不可压缩的，必将在板内挤压而形成压力，迫使进油端的速度往内凹，而出油端的速度往外鼓。进油端间隙大而速度曲线内凹，出油端间隙小而速度曲线外凸，进出油量相等，同时间隙内形成的压力与外载荷平衡，板A不会下沉。这说明了在间隙内形成了压力油膜。这种因运动而产生的压力油膜称为动压油膜。各截面的速度图不一样，从凹三角形过渡到凸三角形，中间必有一个位置呈三角形分布。vFvvvh1aah2

2、ccvvh0bbF一、动压润滑的形成原理和条件两平形板之间不能形成压力油膜！动压油膜----因运动而产生的压力油膜。§16-7动态润滑的基本原理形成动压油膜的必要条件：1.两工件之间的间隙必须有楔形间隙；2.两工件表面之间必须连续充满润滑油或其它液体；3.两工件表面必须有相对滑动速度。其运动芳方向必须保证润滑油从大截面流进，从小截面出来。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

3、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。▲流体满足牛顿定律，即；τ=ηdudyB实际上粘度随压力的增高而增加；即层与层之间没有物质和能量的交换；VAxzy取微单元进行受力分析:ττ+dτp+dpppdydz+(τ+dτ)dxdz-(p+dp)dydz–τdxdz=0=dτdydxdpdyduτ=η整理后得：又有：=ηdxdpd2udy2得：任意一点的油膜压力p沿x方向的变化率，与该点y向的速度梯度的导数有关。对y积分得：u=y2+C1y+

4、C22η1dxdp边界条件：当y=0时，u=-v→C2=-v当y=h时，u=0→C1=h+2η1dxdphv代入得：u=(y2-hy)+2η1dxdpvhy-hBAxzyVvvFaaccxzy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b-b截面内的流量：该处速度呈三角形分布，间隙厚度为h0负号表示流速的方向与x方向相反，因流经两个截面的流量相等，故有：=6ηvdxdph0-hh3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速度梯度du/dy呈线性分布，其

5、余位置呈非线性分布。流量相等，阴影面积相等。液体动压润滑的基本方程，它描述了油膜压力p的变化与动力粘度、相对滑动速度及油膜厚度h之间的关系。pmaxxph0bb▲轴承的孔径D和轴颈的直径d名义尺寸相等；直径间隙Δ是公差形成的。▲轴颈上作用的液体压力与F相平衡，在与F垂直的方向，合力为零。▲轴颈最终的平衡位置可用φa和偏心距e来表示。▲轴承工作能力取决于hlim，它与η、ω、Δ和F等有关，应保证hlim≥[h]。F∑Fy=F∑Fx≠0∑Fy=F∑Fx=0径向滑动轴承动压油膜的形成过程：静止→爬升→将轴起抬转速继续升高→质心左移

6、→稳定运转达到工作转速e----偏心距eφahlim三、径向滑动轴承的几何关系和承载量系数最小油膜厚度：hmin=δ－e＝rψ(1-χ)定义:χ＝e/δ为偏心率直径间隙：Δ＝D－d半径间隙：δ＝R－r＝Δ/2定义连心线OO1为极坐标的极轴：相对间隙：ψ＝δ/r＝Δ/dhlim稳定工作位置如图所示，连心线与外载荷的方向形成一偏位角，eφah0设轴孔半径为：R,r直径为：D，d，偏心距:e偏位角：φa在三角形中有：R2＝e2+（r+h)2–2e(r+h)cosvhDd略去二次微量，并取根号为正号，得：任意位置油膜厚度：将dx=r

7、dφ,v=rω，h0,h代入上式得：压力最大处的油膜厚度：φ0为压力最大处的极角。=6ηvdxdph0-hh3将一维雷诺方程：改写成极坐标的形式积分得：积分可得轴承单位宽度上的油膜承载力：在外载荷方向的分量：理论上只要将py乘以轴承宽度就可得到油膜总承载能力，但在实际轴承中，由于油可能从轴承两端泄漏出来，考虑这一影响时，压力沿轴向呈抛物线分布。油膜压力沿轴向的分布：理论分布曲线----水平直线，各处压力一样；实际分布曲线----抛物线且曲线形状与轴承的宽径比B/d有关。FdDBBFdDB/d=1/4FdDB/d=1/3FdD

8、B/d=1/2FdDB/d=1FdD……B/d=∞油膜沿轴承宽度上的压力分布表达式为：py为无限宽度轴承沿轴向单位宽度上的油膜压力；C’为取决于宽径比和偏心率的系数;对于有限宽度轴承，油膜的总承载能力为式中Cp为承载量系数，计算很困难，工程上可查表确定。dDFyzB或解释这些参数的含义表1