液體動(dòng)壓軸承

產(chǎn)生液體動(dòng)壓力的條件是：①兩摩擦面有足夠的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度；②潤(rùn)滑劑有適當(dāng)?shù)恼扯?；③兩表面間的間隙是收斂的（這一間隙實(shí)際很小，在圖《油楔承載》 中是夸大畫(huà)的）,在相對(duì)運(yùn)動(dòng)中潤(rùn)滑劑從間隙的大口流向小口，構(gòu)成油楔。這種支承載荷的現(xiàn)象通常稱(chēng)為油楔承載。

機(jī)械加工后的兩摩擦表面微觀(guān)是凹凸不平的,如圖《油楔承載》中局部放大圖。在正常運(yùn)輸?shù)囊后w動(dòng)壓軸承中，油膜最薄(即通稱(chēng)最小油膜厚度)處兩表面的微觀(guān)凸峰不接觸，因而兩表面沒(méi)有磨損。這時(shí)的摩擦完全屬于油的內(nèi)摩擦，摩擦系數(shù)可小至0.001。油的粘度越低,摩擦系數(shù)越小，但最小油膜厚度也越薄。

因此，油的最低粘度受到最小油膜厚度的限制。當(dāng)最小油膜厚度處兩表面的微觀(guān)凸峰接觸時(shí),油膜破裂,摩擦和磨損都增大。摩擦功使油發(fā)熱而降低油的粘度。為使油的粘度比較穩(wěn)定，一般采用有冷卻裝置的循環(huán)供油系統(tǒng)或在油中加入能降低油對(duì)溫度敏感的添加劑。

液體動(dòng)壓軸承在啟動(dòng)和停車(chē)過(guò)程中，因速度低不能形成足夠隔開(kāi)兩摩擦表面的油膜，容易出現(xiàn)磨損，所以制造軸瓦或軸承襯須選用能在直接接觸條件下工作的滑動(dòng)軸承材料。液體動(dòng)壓軸承要求軸頸和軸瓦表面幾何形狀正確而且光滑，安裝時(shí)精確對(duì)中。

相對(duì)間隙對(duì)軸承性能的影響很大，除影響軸承的承載能力或最小油膜厚度外，還影響軸承的功耗、溫升和油的流量 (圖《單油楔軸承各參數(shù)與相對(duì)間隙的關(guān)系》所示）。對(duì)不同尺寸和工作狀況的軸承，都有最優(yōu)的相對(duì)間隙范圍，通常為0.002～0.0002毫米。

軸承寬徑比是影響軸承性能的又一重要參數(shù)。寬徑比越小，油從軸承兩端流失越多，油膜中壓力下降越嚴(yán)重，這會(huì)顯著降低軸承的承載能力。寬徑比大時(shí)，要求軸的剛度大,與軸承的對(duì)中精度高。通常取寬徑比為0.4～1。

單油楔軸承在高速輕載時(shí)偏心率小，容易出現(xiàn)失穩(wěn)，產(chǎn)生油（氣）膜振蕩。油膜振蕩能引起設(shè)備損壞等重大事故。因此，單油楔軸承多用于中等以上速度或高速重載的機(jī)械設(shè)備，如軋機(jī)和一般機(jī)床。

多油楔液體動(dòng)壓徑向軸承軸頸周?chē)袃蓚€(gè)或兩個(gè)以上油楔的軸承。多油楔徑向軸承承受載荷前，即軸頸中心與軸承幾何中心重合時(shí)，相對(duì)各段瓦面曲率中心都存在偏心，不過(guò)偏心值相等，在各瓦面油膜中生成的壓力相同，軸頸受力平衡。

承受載荷后，這些偏心值有的增大，有的減小，各瓦面上的油膜壓力隨之減小或增大，軸承的承載能力便是這些油膜壓力的向量和。多油楔軸承比單油楔軸承承載能力低，但在主承載瓦面的對(duì)面附加有油膜壓力,因而能提高軸承運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性。因此,多油楔徑向軸承多用于高速輕載的設(shè)備，如汽輪機(jī)、風(fēng)力機(jī)和精密磨床等。多油楔徑向軸承型式很多，而且還在不斷出現(xiàn)消振能力較高的新結(jié)構(gòu)。

液體動(dòng)壓推力軸承是由若干個(gè)油楔組成的推力軸承，其承載能力為各油楔油膜壓力之和，常用于水輪機(jī)、汽輪機(jī)、壓氣機(jī)等中等以上速度的設(shè)備。2100433B

液體動(dòng)壓軸承分液體動(dòng)壓徑向軸承和液體動(dòng)壓推力軸承。液體動(dòng)壓徑向軸承又分單油楔和多油楔兩類(lèi)。如圖《液體動(dòng)壓軸承》所示。

單油楔液體動(dòng)壓徑向軸承，軸頸周?chē)挥幸粋€(gè)承載油楔的軸承。如圖《液體動(dòng)壓軸承》所示，中是剖分式的單油楔軸承。O為軸承幾何中心，Oj為承受載荷F后的軸頸中心。這兩中心的連線(xiàn)稱(chēng)為連心線(xiàn)。連心線(xiàn)與載荷作用線(xiàn)所夾銳角φ稱(chēng)為偏位角。受載瓦面包圍軸頸的角度β稱(chēng)為軸承包角。Oj與O 之間的距離e稱(chēng)為偏心距。軸承孔半徑R與軸頸半徑r之差c稱(chēng)為半徑間隙。c與r之比ψ稱(chēng)為相對(duì)間隙。 e與c之比ε稱(chēng)為偏心率。最小油膜厚度Hmin=c-e=c(1-ε),所在方位由φ確定。軸承寬度B(軸向尺寸)與軸承直徑d之比稱(chēng)為寬徑比。

油楔只能在軸承包角內(nèi)生成。當(dāng)ε=0時(shí)，Oj與O重合，軸承則不能(靠油楔)承載。載荷越大偏心率也越大。當(dāng)ε=1時(shí)，最小油膜厚度為零，軸頸與軸承即直接接觸,這時(shí)會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的摩擦和磨損。

在液體動(dòng)壓潤(rùn)滑的數(shù)學(xué)分析中,將油的粘度 η、載荷p(單位面積上的壓力)、軸的轉(zhuǎn)速n和軸承相對(duì)間隙ψ合并而成的無(wú)量綱數(shù)ηn/pψ稱(chēng)為軸承特性數(shù)。對(duì)給定包角和寬徑比的軸承，軸承特性數(shù)只是偏心率的函數(shù)。對(duì)已知工作狀況的軸承，可由此函數(shù)關(guān)系求其偏心率和最小油膜厚度，進(jìn)而核驗(yàn)該軸承能否實(shí)現(xiàn)液體動(dòng)壓潤(rùn)滑；也可按給定的偏心率或最小油膜厚度確定軸承所能承受的載荷。

軸承特性數(shù)反映液體動(dòng)壓潤(rùn)滑下載荷、速度、粘度和相對(duì)間隙之間的相互關(guān)系：對(duì)載荷大、速度低的軸承應(yīng)選用粘度大的潤(rùn)滑油和較小的相對(duì)間隙；對(duì)載荷小、速度高的軸承，則應(yīng)選用粘度小的潤(rùn)滑油和較大的相對(duì)間隙。

第一章 緒論

1.1 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)涵及意義

1.2 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程的體系和內(nèi)容

1.3 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程的要求

第二章 基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)1 機(jī)構(gòu)測(cè)繪實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)2 齒輪范成原理實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)3 回轉(zhuǎn)體動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)4 齒輪傳動(dòng)效率測(cè)試實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)5 帶傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)6 液體動(dòng)壓軸承實(shí)驗(yàn)

第三章 綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)7 漸開(kāi)線(xiàn)直齒圓柱齒輪參數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)8 曲柄滑塊、導(dǎo)桿、凸輪機(jī)構(gòu)組合實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)9 單螺栓及螺栓組連接實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)10 軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)11 機(jī)械傳動(dòng)創(chuàng)意組合與性能分析實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)12 減速器的拆裝實(shí)驗(yàn)

第四章 機(jī)構(gòu)改進(jìn)及創(chuàng)意組合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

參考文獻(xiàn) 2100433B