椭圆形液体润滑轴承承载特性的研究

郭 强

(太原重工油膜轴承分公司,太原 030024)

1 液体润滑轴承承载机理

液体动力润滑是利用粘性液体能够牢固地粘附在机械表面,机械运转时,液体被带入机械间隙中的作用实现的。当机械表面间隙呈收敛形时,进入间隙中的液体压力会逐渐增大[1],当液体的粘度和机械的转速、负荷、间隙等配合恰当时,在液体中就能产生较高的压力,使两个摩擦面分开,也就是说,液体动力润滑不需借助外力作用,而靠部件本身运动,在摩擦表面间建立一高压油膜,使摩擦面分开,减少机械表面的摩擦和磨损。液体动力润滑使用的润滑剂主要是润滑油,从润滑油的性质方面来说,主要作用的是润滑油的粘度[1]。图1为液体动压润滑的原理示意图,轴承与旋转轴之间充满了不可压缩的,动力粘度为η的润滑油。负荷加在旋转轴上,在轴以角速度ω旋转时,在载荷W的作用下,轴心O和轴心O′相互偏离,O和O′之间的距离e称为偏心距,OO′的连线和载荷W的夹角φ称为偏位角。由于润滑油具有一定的粘度,润滑油随着轴的旋转进入到间隙内,顺着旋转方向,间隙越来越小,润滑油被挤压而产生压力,直到间隙最小处,润滑油被挤压的越来越厉害,油膜压力越来越大,这些油膜压力的总和就形成轴承的承载力并与外载荷W平衡。经过间隙最小处后,间隙越来越大,润滑油不再被挤压,油膜的压力逐渐消失[2]。

图1 液体动压润滑原理示意图Fig.1 Schematic diagram of the liquid dynamic pressure lubrication principle

图2 椭圆形轴承示意图Fig.2 Schematic diagram of the elliptical bearings

2 液体动力润滑轴承承载的计算

假设轴与轴承间形成了完整的压力油膜,轴中心O偏离轴承中心O′,两者的距离OO′称为偏心距e,偏心距延长线将油膜分为两部分,油膜的收敛区域和发散区域。……