滑动轴承计算

滑动轴承计算 §12—7 液体动力润滑径向滑动轴承设计计算一.流体摩擦流体中任意点处切应力均与该处流体的速度梯度成正比比例系数η—粘度—流体的内摩擦力 y v ¶ ¶ -= ht 二.流体动力润滑流体动力润滑：两相对运动物体的摩擦表面，借助相对速度产生的油膜把两表面完全隔开，由油膜产生的压力来平衡外载荷楔效应承载机理平行板—相对运动—流速直线分布—油无内压力不平行板—相对运动—流速变化—油有内压力假设：牛顿流体（）层流流动、不计重力、大气压影响、油不可压缩...

§12—7 液体动力润滑径向滑动轴承设计计算一.流体摩擦流体中任意点处切应力均与该处流体的速度梯度成正比比例系数η—粘度—流体的内摩擦力 y v ¶ ¶ -= ht 二.流体动力润滑流体动力润滑：两相对运动物体的摩擦表面，借助相对速度产生的油膜把两表面完全隔开，由油膜产生的压力来平衡外载荷楔效应承载机理平行板—相对运动—流速直线分布—油无内压力不平行板—相对运动—流速变化—油有内压力假设：牛顿流体（）层流流动、不计重力、大气压影响、油不可压缩 y v ¶ ¶ -= ht 三.流体动力润滑基本方程平衡方程： 0=÷÷ ø ö çç è æ ¶ ¶ +- ¶ ¶ ++÷ ø ö ç è æ ¶ ¶ +- dzdxdy y dydz y dzdydx x pppdzdy tttt 整理可得： y - 2 2 y v x pv yx p ¶ ¶ = ¶ ¶ Þ÷÷ ø ö çç è æ ¶ ¶ = ¶ ¶ -= ¶ ¶ hht t 流体的压力变化与速度的变化情况成正比 ( ) ( ) x pyhy x p y v ¶ ¶- -= ¶ ¶ = ¶ ¶ hh 2h y-hvu 1 2 2 积分得： 1.油层的速度分布直线 122 3 0 x phvhudyQ h ¶ ¶ -Þ= ò h 抛物线 2.润滑油流量各截面流量相等 1222 2 Q 0 pp 3 0 0 00max x phvhvh vh x phhh ¶ ¶ -= == ¶ ¶ == h ，即处油膜厚为流体动力润滑的必要条件：雷诺方程： ( )03 6 hh h v x p -= ¶ ¶ h x p ¶ ¶ 当h＞h0时，＞0，p沿x方向增大当 h＜h0时，＜ 0，p沿x方向减少 x p ¶ ¶ ⑴流体必须有粘度，供应充分 ⑵两表面必须有相对速度，油从大口进，小口出 ⑶相对滑动两表面必须现成收敛的楔形油隙四径向滑动轴承形成流体动力润滑的过程五径向滑动轴承的几何关系和承载量系数 1 几何关系 n=0 n≥0 n＞＞0 ⑴直径、半径间隙：△=D－d，δ=R－r= △／2 ⑵相对间隙：ψ= △／d= δ／r，δ=ψr 2 承载量系数 ⑶偏心距与偏心率：e=OO1， =e／δ ⑷最小油膜厚度：hmin=δ－e= δ（1 －） =rψ（1 －） c c c F=油膜的总承载能力 =油膜压力乘面积基本思路：建立极坐标→积分→某点的压力 →积分→单位宽度上油膜的承载能力→积分→油膜的总承载能力承载量系数Cp pC BdF 2y hw =结果： ( ) ( ) ( )[ ] dz B zCd d B C a B B p ú ú û ù ê ê ë é ÷ ø ö ç è æ-¢×+-× × ú ú û ù ê ê ë é + - = ò ò ò + - 2 2/ 2/ 3 0 21cos cos1 coscos 3 2 1 1 jjj j jc jjcj j j j B—轴承宽度 d—轴承直径 ω—轴承角速度 η—油的粘度 C′—与B/d和有关的系数c 六最小油膜厚度hmin vB F Bd FC p h y hw y 2 22 == )/,( dBC p cµ 表12—7 讨论： ⑴ηυψ一定， Cp↑ →F↑ ⑵ Cp一定，η↑υ↑→ F↑，ψ↓→ hmin↓→F↑ ⑶ 矛盾：↑η→↑F→△t↑，又→η↓ hmin越小，则越大，F越大。但加工精度有限， hmin应比误差大，即 c [ ] [ ] )( )1( 21 min zz RRSh hrh += ³-= cy 七轴承的热平衡计算轴承产生的热量Q = 油流动带走热量Q1 + 轴承散发热量Q2 保证液体动力润滑的条件：⑴充分的供油量 ⑵ 收敛的油楔 ⑶ 两表面不直接接触目的：控制油温，避免粘度降低 Rz1 、Rz2 —轴颈、轴承孔表面粗造度十点高度 S——安全系数 S≥2 fpvQ = ( )ittcqQ -= 01 r ( )is ttdBQ -= 02 pa 1 热平衡条件：两种情况： ti＞35~40℃ 容易达到热平衡，可降低tm，增大粗造度 ti＜35~40℃ 不易达到热平衡，可加大间隙，降低粗造度 2 温升 3 校核进口油温ti c—比热容见附录 ρ—密度 αs—传热系数 f—摩擦系数 vvBd qc pf ttt s y pa y r y +÷÷ ø ö çç è æ ÷÷ ø ö çç è æ =-=D 10 vBd q y —耗油量系数 2 ttt mi D -= tm——给定的平均温度 tm =50~75℃ 八参数选择 1 宽径比 B/d=0.3~1.5 高速重载取小值低速重载取大值 ( ) 9/31 9/4 10 60/n »y 估算需要的粘度： B/d↓ 运转稳定性↑，承载能力↓ 端泄↑,△t↓ 2 相对间隙ψ 3 粘度η ( ) 6/7 3/1 10 60/ - =¢ n h 估算需要的间隙：九设计计算步骤计算Cp →c 选B/d值→ 选材料→ 验算p、pv、v→ 估算η′→ 选油牌号→ 估算ψ→ 验算hmin→ 计算△t → 验算ti 小结: 1.滑动轴承的结构及分类 2.滑动轴承（轴瓦轴承衬）的材料 3. 非全液体滑动轴承的设计 4.流体动力润滑的形成原理条件 5 动压轴承的承载原理和形成过程 6 动压轴承的设计的基本思路

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