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1、6 液体动力润滑的基本方程式,一、液体动压润滑基本方程雷诺方程,1、建模,研究对象：被润滑油隔开作相对运动的两刚体，一个以v运动，一个静止。,一、动压油膜的形成机理,平行表面间不会产生压力！,进油口流量：,出油口流量：,故：平行板不能承受载荷！,流量是指单位时间内流经管道有效截面的流体数量，流体数量用体积表示者称为体积流量,故楔形间隙能承受外载（会产生压力油膜）！,进油口流量：,要维持流量守恒，须使得入口处平均流速下降，出口处平均流速加大,出油口流量：,因此倾斜板流体内必定会产生压力，压力会改变入口、出口流速！,两倾斜板之间：,假设各层流体速度仍服从线性分布,则必有：,违反流量守恒定律！,1）
2、忽略压力对润滑油粘度的影响（压粘效应）,2）油沿z方向无流动；,3）层流（一般中高速情况；特高速“湍流”、“紊流”）,4）油与表面吸附，一起运动或静止,5）不计油的惯性力和重力,6）油不可压缩：=const,为方便研究，作如下假设：,2、求解,针对“连续介质”，通过取“微单元体”手段：,由于：,连续流动方程：任何截面沿x方向单位宽度流量qx相等,一维雷诺方程（RE）,二、油楔承载机理,p 积分油膜承载能力平衡外载,可见，对收敛形油楔，油楔内各处油压大于入口、出口处油压正压力承载。,进口小、出口大，油压p低于出口、入口压力（负压）,不能承载，相反使两表面相吸。,1、润滑油有一定粘度。,2、有一定
3、相对滑动速度v。承载能力v；,3、相对滑动面之间必须形成收敛形间隙，即：油从大口流进，小口流出。（入口、出口处p油楔内p）,4、有足够充分的供油量。,一、向心动压滑动轴承动压油膜的形成过程,n=0，静止,2、刚启动,3、转速不高时，n,4、稳定运行时,1、停车时,金属直接接触,n 0,摩擦力使轴颈右移,油膜压力将轴颈托起，其合力将轴颈左推,油膜压力将轴颈完全托起，其合力与外载平衡,油膜压力,偏心距e,n,7 动压向心滑动轴承承载能力的计算,Fx 0,Fy=FFx=0,径向轴承动压油膜的形成过程：,静止,爬升,将轴抬起 转速继续升高,质心左移,稳定运转 达到工作转速,轴瓦孔径D、轴颈直径d 两者
4、名义尺寸相等；半径间隙d 由公差形成,轴颈上作用的总油膜压力与外载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偏位角ja和偏心距e来表示,轴承工作能力取决于hmin，它与、v、d 等有关,说明：,1、固定参数,R轴承孔半径（D）；,r轴颈半径（d）；,相对间隙：,；宽径比：B/d。,二、几何关系,2、动态参数（变参数）,偏心距：,偏心率：,表示偏心程度,最小油膜厚度：,（hmin）,任一位置处，油膜厚度h：,三、承载能力和索氏数S0,轴承包角，轴瓦连续包围轴颈所对应的角度。,1+2 承载油膜角,1 油膜起始角,2 油膜终止角,p=pmax处：h=h0，=0,当B=，即无限宽
5、轴承时，油沿轴向无流动，一维RE,得：,积分一次得任意处的油膜压力p：,在1至2区间内，沿外载荷方向单位宽度的油膜力为：,对有限宽轴承，若不计端泄，油膜承载力F为：,S0 索氏数，无量纲,S0,单位：F N，B、d m，Pas，rad/s,轴承实际承载能力小于上式（端泄）,计入端泄时：,B/d 端泄 S0,其它参数相同时，S0 F，承载力,B/d一定：S0 F，,hmin,但保证流体动力润滑：,，承载能力,S 安全系数，考虑表面形状不准确和零件变形，S2 一般可取S=2；,保证液体动力润滑的条件（充分条件）：,Rz1、Rz2 轴颈、轴瓦表面微观不平度的十点高度，,四、流量计算,体积流量：,五、
6、功耗计算,摩擦特性系数,t 油温升 t=t2t1,平均温度：,t2max 见表,六、热平衡计算,摩擦功热量：,流动的润滑油带走：,通过轴承座散热：,七、液体摩擦动压向心滑动轴承的设计：,设计约束：,见非液体摩擦滑动轴承设计,由于影响液体动压轴承的参数较多，相互影响，所以设计中若调整了某一参数，将会影响其它参数，凡受到影响的参数都应重新计算。,参数选择,1、宽径比B/d,2、相对间隙,承载能力，,回转精度,摩擦阻力,温度,y,y 的选择原则：,载荷大、速度低，y 宜取小值,提高承载能力,粘度,承载能力,平稳性,载荷小、速度高，y 宜取大值,减小发热,旋转精度要求高时，y 宜取小值,或按表推荐值取
7、,设计时，可按经验公式取：,粘度，,3、润滑油粘度,承载能力，,摩擦功耗，,温升,载荷大、速度低，选大粘度,载荷小、速度高，选小粘度,一般轴承：,4、表面粗糙度,表面粗糙度见表,若一轴承，不满足液体动力润滑状态，可采取如下措施：,1、降低Rz1、Rz2，加工精度,2、适当,3、适当n,公式应用：,否则，不能形成动压润滑，措施：B、d、S0hmin,1、了解滑动轴承的类型、结构形式及特点,5、掌握动压向心滑动轴承的承载能力与哪些因素有关？,2、了解轴瓦材料及轴承的润滑,4、掌握动压油膜的形成原理及条件,3、掌握非液体摩擦滑动轴承的失效形式和设计准则,校核p、pv和v值,必备条件,B/d、h、y、hmin,6、掌握液体摩擦动压向心滑动轴承的设计过程中主要参数的选择,本章基本要求,
