文档介绍：新疆大学专用作者: 潘存云教授二、流体动力润滑基本方程的建立对流体平衡方程( Navier - Stokes 方程)作如下假设,以便得到简化形式的流体动力平衡方程。这些假设条件是: ◆流体为牛顿流体,即)(y u?????◆流体的流动是层流,即层与层之间没有物质和能量的交换; ◆忽略压力对流体粘度的影响,实际上粘度随压力的增高而增加; ◆略去惯性力及重力的影响,故所研究的单元体为静平衡状态或匀速直线 运动,且只有表面力作用于单元体上; ◆流体不可压缩,故流体中没有“洞”可以“吸收”流质; ◆流体中的压力在各流体层之间保持为常数。新疆大学专用作者: 潘存云教授 在以上假设下,从两平板所构成的楔形空间中,取某一层液体的一部分作为单元体,通过建立平衡方程和给定边界条件,可得一维雷诺方程: 新疆大学专用作者: 潘存云教授液体动力润滑径向滑动轴承的设计计算 22 12 1 3 0 hv hx p udy q h???????? 02 1 vh q??b-b截面内的流量: 新疆大学专用作者: 潘存云教授形成动压油膜的条件: ◆相对运动的两表面间构成楔形空间。◆楔形空间中充满具有粘性的润滑油。◆两板相对运动的结果,应使液体在粘性力的作用下由楔形空间的大端 流向楔形空间的小端。 Fvxy abco h o 动压形成机理: 如右图所示:当 h>h 0时: 0???x p,压力随 x方向逐渐增大; 当 h=h 0时: 0???x p,此时压力最大, p max ; 当 h<h 0时: 0???x p,压力随 x方向逐渐减小。这表示油膜沿宽度方向各处油压都大于入口和出口的油压,能够产生正压力以支承外载。当为两平行表面时,任何剖面的 h=h0 ,即 0???x p不产生动压。新疆大学专用作者: 潘存云教授潘存云教授研制▲轴承的孔径 D和轴颈的直径 d名义尺寸相等;直径间隙Δ是公差形成的。▲轴颈上作用的液体压力与 F相平衡,在与 F垂直的方向,合力为零。▲轴颈最终的平衡位置可用φ a和偏心距 e来表示。▲轴承工作能力取决于 h lim,它与η、ω、Δ和F等有关, 应保证 h lim≥[h]。 F∑F y =F ∑F x≠ 0 ∑F y =F ∑F x= 0 径向滑动轴承动压油膜的形成过程: 静止→爬升→将轴起抬转速继续升高→质心左移→稳定运转达到工作转速 e ---- 偏心距 e φ ah lim 新疆大学专用作者: 潘存云教授径向滑动轴承形成流体动力润滑的过程(分三个阶段) 准备起动阶段不稳定润滑阶段(在摩擦力作用下沿孔壁爬行) 液体动力润滑运行阶段新疆大学专用作者: 潘存云教授几何参数与油压分布曲线新疆大学专用作者: 潘存云教授潘存云教授研制三、径向滑动轴承的主要几何关系最小油膜厚度: h min = δ- e =rψ(1- χ) 定义: χ=e / δ为偏心率直径间隙: Δ=D-d 半径间隙: δ=R- r =Δ/ 2 定义连心线 OO 1为极坐标的极轴: 相对间隙:ψ=δ / r =Δ / d h lim 稳定工作位置如图所示,连心线与外载荷的方向形成一偏位角, e φ ah 0 设轴孔半径为: R, r 直径为: D,d , 偏心距: e偏位角: φ a在三角形中有: R 2=e 2 + ( r+h) 2– 2e(r+h)cos v ?? 2 2 sin 1 cos??????????R eRehr 解得: h Dd 新疆大学专用作者: 潘存云教授略去二次微量,并取根号为正号,得: ? 2 2 sin ??????R e) cos 1() cos 1(??????????r h任意位置油膜厚度: 压力最大处的油膜厚度: ) cos 1( 0 0?????hφ 0为压力最大处的极角。新疆大学专用作者: 潘存云教授几何参数????????????????????????????????????11 10 2 minreh e rd rR dD 最小油膜厚度偏心率相对间隙半径间隙直径间隙