資源描述：
《油膜軸承理論概述》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。
1、油膜軸承潤滑理論及其數(shù)值解第二章油膜軸承潤滑理論概述軋機軸承工作時，靠軸頸的轉(zhuǎn)動把潤滑油帶入收斂的間隙形成動壓，在形成油膜動壓的過程中，流體的運動遵循流體動力學(xué)規(guī)律。為全面研究軸承的特性，需要求解根據(jù)動量、質(zhì)量得出的有關(guān)方程，以求得壓力分布。本文從軋機使用的油膜軸承為研究對象，在分析計算中，認(rèn)為軸承處于穩(wěn)定的工作狀態(tài)，并且只考慮承載區(qū)域的動力學(xué)效應(yīng)。2.1控制方程2.1.1雷諾方程圖2-1流體模型Fig.2-1Fluidmodel雷諾方程是滑動軸承計中最基本的方程，它描述了軸承中油膜壓力與其它各參數(shù)的關(guān)
2、系。通常，應(yīng)用的是簡化雷諾方程，它是根據(jù)一系列假設(shè)推導(dǎo)出來的，適用于一般工況條件下的潤滑計算。為了便于了解流體潤滑中的物理現(xiàn)象，這里采用流體力學(xué)中微元體分析方法推導(dǎo)Reynolds方程。其主要步驟是：⑴由微元體受力平衡條件，求出流體沿膜厚方向的流速分布；⑵將流速沿潤滑膜厚度方向積分，求出流量；⑶應(yīng)用流量連續(xù)條件，推導(dǎo)出Reynolds方程[1]。當(dāng)兩剛體被潤滑油隔開，移動件以速度沿方向滑動，另一剛體靜止不動。一維雷諾方程式的推導(dǎo)是建立在以下假設(shè)的基礎(chǔ)上：⑴忽略壓力對潤滑油粘度的影響；⑵潤滑油沿向沒有流動
3、,既油膜壓力沿z方向無變化，在微元體上垂直于z軸的前后兩面壓力相平衡；⑶潤滑油是層流流動；⑷油與工作表面吸附牢固，表面油分子隨工作表面一同運動或靜止，因此在微元體上下兩面有沿的剪切力；⑸不計油的慣性力和重力的影響，后者表明油膜中1-21油膜軸承潤滑理論及其數(shù)值解壓力沿y向無變化，微元體上下兩面壓力相互平衡；⑹潤滑油不可壓縮等。從潤滑膜中取一微單元進行分析，如圖2-2流體微元受力分析Fig.2-2Fluidinfinitesimalanalysis圖2-2所示，及是作用在微單元體左右兩側(cè)的壓力，及是作用在
4、微單元體上下兩面的切應(yīng)力。根據(jù)方向力系的平衡，得(2-1)整理后得(2-2)根據(jù)牛頓內(nèi)摩擦定律[16]將上式代入，得(2-3)積分上式，得(2-4)由圖可知，當(dāng)時（隨移動件移動）；（油膜厚度）時（隨靜止件不動）。利用這兩個邊界條件可解出(2-5)再分析任何截面沿方向的單位寬度流量(2-6)設(shè)油壓最大截面處的間隙為（即時）,在這一截面上(2-7)根據(jù)流動連續(xù)行原理，油膜各截面處的流量應(yīng)相等，由此得1-21油膜軸承潤滑理論及其數(shù)值解(2-8)上式為一維雷諾動力潤滑方程式。經(jīng)整理，并對取偏導(dǎo)數(shù)可得另一表達(dá)式(
5、2-9)若再考慮潤滑油沿方向的流動，則(2-10)考慮Z向流動時方程右邊沒有關(guān)于h與z的因式。為什么？原因：1.油膜厚度與Z向沒有關(guān)系，即使求偏導(dǎo)后為零，故沒有因式。該式為二維雷諾方程，是計算液體動壓軸承的基本公式。2.1.2軸承間隙函數(shù)圖2-3軸承間隙Fig.2-3Schematicplanofbearinggap在求解雷諾方程時需要知道方程中的變量，因此要研究軸承間隙（油膜厚度）的表達(dá)式，即間隙函數(shù)。軸頸旋轉(zhuǎn)將潤滑油帶入收斂間隙而產(chǎn)生流體動壓，油膜壓力的合力與軸頸上的載荷相平衡，其平衡位置偏于一側(cè)，
6、平衡位置為什么會偏于一側(cè)，是因為哪個力矩所產(chǎn)生的作用？軸頸的相對位置用偏心率來表示[17﹑18]。對于圓柱軸承，油膜厚度沿圓周方向變化，軸心的平衡位置通過兩個參數(shù)可以完全確定，即偏位角和偏心率。偏位角為軸承與軸頸中心的連心線與載荷作用線的夾角。油膜厚度，這里是指軸承錐套與襯套之間的楔形間隙，系指皆無變形情況下的間隙表達(dá)式，是在進行彈流計算時的重要幾何參數(shù)。如圖2-3所示，軸頸和軸承的半徑分別為﹑，在襯套上任取一點P，并將P﹑襯套的中心及錐套的中心三點連成三角形。其偏心距線段，，。在△中應(yīng)用余弦定理，則有
7、(2-11)上式可以表達(dá)成的一元二次方程，并忽略，即得到1-21油膜軸承潤滑理論及其數(shù)值解(2-12)式中——半徑間隙；——相對偏心率，即。有時，也可將的表達(dá)式寫成(2-13)此兩式均正確，但計算時的起始位置不同：當(dāng)角自最小油膜厚度處算起時，則采用式(2-12)，而當(dāng)角自最大油膜厚度處算起時，則采用式(2-13)。2.1.3粘壓方程粘度可以衡量潤滑油的粘性大小，正是由于潤滑油具有粘性，在彈流計算何為彈流計算？
達(dá)量trans
