油膜軸承的工作原理

1、油膜軸承的工作原理   油膜軸承因其承載性能好，工作穩(wěn)定可靠、工作壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，在各種機(jī)械、各個(gè)行業(yè)中都得到了廣泛的應(yīng)用。    油膜軸承按其工作原理可分為靜壓軸承與動(dòng)壓軸承兩類。    靜壓軸承是依靠潤(rùn)滑油在轉(zhuǎn)子軸頸周圍形成的靜壓力差與外載荷相平衡的原理進(jìn)行工作的。不論軸是否旋轉(zhuǎn)，軸頸始終浮在壓力油中，工作時(shí)可以保證軸頸與軸承之間處于純液體摩擦狀態(tài)。因此，這類軸承具有旋轉(zhuǎn)精度高、摩擦阻力小、承載能力強(qiáng)的特點(diǎn)，并且對(duì)轉(zhuǎn)速的適應(yīng)性和抗振性非常好。但是，靜壓軸承的制造工藝要求較高，還需要一套復(fù)雜的供

2、油裝置，因此，除了在一些高精度機(jī)床上應(yīng)用外，其他場(chǎng)合使用尚少。    動(dòng)壓軸承油膜壓力是靠軸本身旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的，因此供油系統(tǒng)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)良好的動(dòng)壓軸承具有很長(zhǎng)的使用壽命，因此，很多旋轉(zhuǎn)機(jī)器（例如膨脹機(jī)、壓縮機(jī)、泵、電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)等）均廣泛采用各類動(dòng)壓軸承。    在旋轉(zhuǎn)機(jī)械上使用的液體動(dòng)壓軸承有承受徑向力的徑向軸承和承受軸向力的止推軸承兩類，本節(jié)主要討論徑向軸承的故障機(jī)理與診斷。    在動(dòng)壓軸承中，軸頸與軸承孔之間有一定的間隙（一般為軸頸直徑的千分之幾），間隙內(nèi)充滿潤(rùn)滑油。軸頸靜止時(shí)，沉在

3、軸承的底部，如圖1-1 (a )所示。當(dāng)轉(zhuǎn)軸開(kāi)始旋轉(zhuǎn)時(shí)，軸頸依靠摩擦力的作用，沿軸承內(nèi)表面往上爬行，達(dá)到一定位置后，摩擦力不能支持轉(zhuǎn)子重量就開(kāi)始打滑，此時(shí)為半液體摩擦，如圖1-1（b)所示。隨著轉(zhuǎn)速的繼續(xù)升高，軸頸把具有黏性的潤(rùn)滑油帶入與軸承之間的楔形間隙（油楔）中，因?yàn)樾ㄐ伍g隙是收斂形的，它的入口斷面大于出口斷面，因此在油楔中會(huì)產(chǎn)生一定油壓，軸頸被油的壓力擠向另外一側(cè)，如圖1-1（c）所示。如果帶入楔形間隙內(nèi)的潤(rùn)滑油流量是連續(xù)的，這樣油液中的油壓就會(huì)升高，使入口處的平均流速減小，而出口處的平均流速增大。由于油液在楔形間隙內(nèi)升高的壓力就是流體動(dòng)壓力，所以稱這種軸承為動(dòng)壓軸承。在間隙內(nèi)積聚的油層

4、稱為油膜，油膜壓力可以把轉(zhuǎn)子軸頸抬起，如圖1-1（d)所示。當(dāng)油膜壓力與外載荷平衡時(shí)，軸頸就在與軸承內(nèi)表面不發(fā)生接觸的情況下穩(wěn)定地運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)的軸心位置略有偏移，這就是流體動(dòng)壓軸承的工作原理。 圖1-1 動(dòng)壓軸承工作狀態(tài)    軸頸在軸承內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)的油膜壓力分布情況如圖1-2所示。軸承參數(shù)如下： 圖1-2 軸承內(nèi)油膜壓力分布    偏位角；      e偏心距；    c平均間隙，  相對(duì)間隙， &#

5、160;   相對(duì)偏心率， hmin最小油膜厚度，     軸承的承載能力與多種參數(shù)有關(guān)，對(duì)于圓柱軸承可用式（11）表示：                                     (1-1)    式中P軸承載荷；p軸承承載能力系數(shù)；潤(rùn)滑油動(dòng)力黏度系數(shù)；l軸承寬度；    d軸頸直徑；軸頸旋轉(zhuǎn)角速度。    當(dāng)p>1時(shí)，稱為低速重載轉(zhuǎn)子；當(dāng)p1時(shí)，稱為高速輕