『壹』 轴承油膜怎么形成的
首先,轴承静止的时候,由于润滑脂有一定的粘性,并且润滑脂分布的随机性,以及轴承本身部件的重力。他的润滑脂分布无任何规律可言,有的地方是滚动体和套圈直接接触,有的位置可能隔着很厚的润滑脂(注意,这里是润滑脂,不是油膜)。
当轴承刚开始运转时,由于其各个位置的油脂不同,像直接接触的地方,由干摩擦状态开始。稍微接触的不紧密的地方,由边界摩擦状态开始,其次是混合摩擦,再其次是流体静压摩擦。
接下来,轴承转动起来后,根据动压润滑理论,要形成油膜需要满足3个条件:1、运动副(滚动体,套圈,润滑剂)之间有相对的运动,2、由于弹性形变的原因,滚动体和套圈之间会形成一个楔形空间,润滑脂从楔形空间的大口进,小口出,3、润滑剂本身要求有一定的粘度。
达成这3个要求,才能形成润滑油膜。
另外,由于必须满足以上的3个要求,才能形成油膜。估在油膜形成后,等运动副位置改变时,油膜会消失,不是一直存在的。等下次运动副之间关系满足条件时,油膜重新形成。并且由于第3点的原因,油膜形成的难易程度也是不一样的,和其粘度有关(注:这里是粘度,不是稠度,平时我们说的2号脂、3号脂,指的是稠度,稠度代表脂的软硬,脂在管路中传输的难易程度)。所以,不同的润滑脂,在不同的使用条件下,形成油膜的难易程度不一样。所以选脂很重要。
『贰』 滑动轴承中轴和轴套之间是什么摩擦
是滑动摩擦。
但滑动摩擦又分为四类:
1、完全液体摩擦
完全液体摩擦状态是指滑动轴承中相对滑动的两表面完全被润滑油膜所隔开,油膜有足够的厚度,消除了两摩擦表面的直接接触。此时,只存在液体分子之间的摩擦,故摩擦系数很小(f =0.001~0.008),显著地减少了摩擦和磨损。
2、固体润滑摩擦
目前多种固体润滑材料成熟运用,在一些特殊工况,固体润滑剂代替了液类或脂类润滑剂。此类滑动轴承就是固体润滑轴承,由嘉兴固润轴承公司制造。与液体润滑原理相似:滑动轴承中相对滑动的两表面完全被固体润滑膜膜所隔开,润滑膜有足够的厚度,消除了两摩擦表面的直接接触。摩擦系数比完全液体摩擦高,但是承载性能高、润滑膜稳定性、耐高温性能都要优于液体摩擦。
3、边界摩擦
当滑动轴承的两相对滑动表面有润滑油存在时,由于润滑油与摩擦表面的吸附作用,将在摩擦表面上形成一层极薄的边界油膜,它能承受很高的压强而不破坏。边界油膜的厚度比一微米还小,不足以将两摩擦表面分隔开,所以,相对滑动时,两摩擦表面微观的尖峰相遇就会把油膜划破,形成局部的金属直接接触,故这种状态称为边界摩擦状态。一般而言,边界油膜可覆盖摩擦表面的大部分。虽它不能像完全液体摩擦完全消除两摩擦表面间的直接接触,却可起着减轻磨损的作用。这种状态的摩擦系数f =0.008~0.01。
4、干摩擦
两摩擦表面间没有任何物质时的摩擦称为干摩擦状态,在实际中,没有理想的干摩擦。因为任何金属表面上总存在各种氧化膜,很难出现纯粹的金属接触(除非在洁净的实验室,才有可能发生)。由于干摩擦状态,将产生大量的摩擦损耗和严重的磨损,故滑动轴承中不允许出现干摩擦状态,否则,将导致强烈的升温,把轴瓦烧毁。
完全液体摩擦是滑动轴承工作的最理想状况。对那些重要且高速旋转的机器,应确保轴承在完全液体摩擦状态下工作,这类轴承常称为液体摩擦滑动轴承。边界摩擦常与半液体摩擦状态、半干摩擦状态并存,通称为非液体摩擦状态。固体润滑摩擦则是在高温、水下、重载等特殊工况下替代液体摩擦的有效方式;对那些在低速且有冲击条件下工作的不太重要的机器,可按非液体摩擦状态设计轴承,称为非液体摩擦滑动轴承。
『叁』 油悬浮轴承原理
油膜轴承的工作原理
油膜轴承因其承载性能好,工作稳定可靠、工作寿命长等优点,在各种机械、各个行业中都得到了广泛的应用。
油膜轴承按其工作原理可分为静压轴承与动压轴承两类。
静压轴承是依靠润滑油在转子轴颈周围形成的静压力差与外载荷相平衡的原理进行工作的。不论轴是否旋转,轴颈始终浮在压力油中,工作时可以保证轴颈与轴承之间处于纯液体摩擦状态。因此,这类轴承具有旋转精度高、摩擦阻力小、承载能力强的特点,并且对转速的适应性和抗振性非常好。但是,静压轴承的制造工艺要求较高,还需要一套复杂的供油装置,因此,除了在一些高精度机床上应用外,其他场合使用尚少。
动压轴承油膜压力是靠轴本身旋转产生的,因此供油系统简单,设计良好的动压轴承具有很长的使用寿命,因此,很多旋转机器(例如膨胀机、压缩机、泵、电动机、发电机等)均广泛采用各类动压轴承。
在旋转机械上使用的液体动压轴承有承受径向力的径向轴承和承受轴向力的止推轴承两类,本节主要讨论径向轴承的故障机理与诊断。
在动压轴承中,轴颈与轴承孔之间有一定的间隙(一般为轴颈直径的千分之几),间隙内充满润滑油。轴颈静止时,沉在轴承的底部,如图1-1 (a )所示。当转轴开始旋转时,轴颈依靠摩擦力的作用,沿轴承内表面往上爬行,达到一定位置后,摩擦力不能支持转子重量就开始打滑,此时为半液体摩擦,如图1-1(b)所示。随着转速的继续升高,轴颈把具有黏性的润滑油带入与轴承之间的楔形间隙(油楔)中,因为楔形间隙是收敛形的,它的入口断面大于出口断面,因此在油楔中会产生一定油压,轴颈被油的压力挤向另外一侧,如图1-1(c)所示。如果带入楔形间隙内的润滑油流量是连续的,这样油液中的油压就会升高,使入口处的平均流速减小,而出口处的平均流速增大。由于油液在楔形间隙内升高的压力就是流体动压力,所以称这种轴承为动压轴承。在间隙内积聚的油层称为油膜,油膜压力可以把转子轴颈抬起,如图1-1(d)所示。当油膜压力与外载荷平衡时,轴颈就在与轴承内表面不发生接触的情况下稳定地运转,此时的轴心位置略有偏移,这就是流体动压轴承的工作原理。
图1-1 动压轴承工作状态
轴颈在轴承内旋转时的油膜压力分布情况如图1-2所示。轴承参数如下:
图1-2 轴承内油膜压力分布
ө—偏位角; e—偏心距;
c—平均间隙, φ—相对间隙,
ε—相对偏心率, hmin——最小油膜厚度,
轴承的承载能力与多种参数有关,对于圆柱轴承可用式(1-1)表示:
(1-1)
式中P—轴承载荷;Ψp—轴承承载能力系数;μ—润滑油动力黏度系数;l—轴承宽度;
d—轴颈直径;ω—轴颈旋转角速度。
当Ψp>1时,称为低速重载转子;当Ψp<1时,称为高速轻载转子。Ψp是偏心率ε和轴承宽径比l/d的函数,偏心率越大或轴承宽径比越大,贝Ψp 也越大,轴承承载能力也大,但偏心率过大时最小油膜厚度过薄,有可能出现轴颈与轴承内表面干摩擦的危险。