液体动压径向滑动轴承设计与分析

关键字：滑动轴承；雷诺方程
目录
第
1绪论4
1.1本课题的选定5
1.2滑动轴承制造和生产技术的发展现状5
1.3本课题研究的主要内容及基本工作思路6
(一)主要内容6
（二）本课题基本工作思路6
第二章
2液体动压径向滑动轴承的总体设计方案6
2.1滑动轴承6
（一）滑动轴承的主要类型和结构6
2.2液体动压润滑的基本原理和基本关系8
轴承分为两大类：滚动轴承和滑动轴承。滚动轴承有很多优点，例如：已实现系列化、标准化、商品化，使用维护简单，互换性好等，故各工业部门应用广泛。滑动轴承在一般情况下摩擦损耗较大，使用维护较复杂，因而应用较少。因此，在滚动轴承和滑动轴承都能满足使用要求时，宜先选用滚动轴承。尽管如此，但是在高速、高精度、重载、结构上要求剖分等场合下，滑动轴承就显示出它的优异性能。因而在汽轮机、离心式压缩机、内燃机、大型电机中多采用滑动轴承。此外，在低速而带有冲击的机器中，如水泥搅拌机、滚筒清砂机、破碎机等也常采用滑动轴承。两者相比，普通滑动轴承又具有比滚动轴承使用寿命长、运转平稳，对冲击和振动敏感性小等优点。这些优点使滑动轴承成功地应用于机床主轴轴承，大型汽轮机轴承，内燃机曲轴轴承。轧钢机轴承以及简单机械的轴承。
（一）液体动压油膜的形成理论.8
（二）液体动压润滑的基本方程8
（三）油楔承载机理11
2.3液体动压径向滑动轴承基本原理11
（一）径向滑动轴承液体动压润滑的建立过程11
(二)径向滑动轴承的几何关系和承载能力12
（三）径向滑动轴承的参数选择16
（四）径向滑动轴承的供油结构18
第三章
3液体动压径向滑动轴承的实例计算20
3.1主要技术指标20
3.2选择轴承材料和结构20
3.3润滑剂和润滑方法的选择21
3.4性能计算21
（一）承载能力计算21
（二）层流校核22
（三）功耗计算22
（四）热平衡计算23
（五）安全度计算23
第四章
4三维建模
4.1三维建模依据23
4.2三维建模的基本图形24
4.3三维建模的步骤24
总结25
参考文献25ห้องสมุดไป่ตู้
致谢27
附件
外文翻译文献
第一章
1绪论
滑动轴承在机械制造、大型电站、钢铁联合企业以及化工联合企业等机械设备中得到广泛应用，如何提高其寿命和工作可靠性越来越成为人类普遍关注的问题。这里存在着两方面的工作：一是不断研究新的轴承材料及结构，以适应轴承的工作特点及其负荷指标不断提高的要求；二是深入地研究发生在轴承内部的各种工作状态，从而在设计中采取相应的措施，保证轴承在最理想的条件下运作。这就涉及研究研究诸如流体动压润滑轴承中的润滑油膜的压力分布、最小油膜厚度、润滑膜的刚度等若干方面的问题。轴承是轴系中的重要部件，其功用一是支承轴及轴上零件并保证轴的旋转精度，二是减小转动轴与其固定支承之间的摩擦与磨损。因此，轴承既要有小的摩擦阻力，又要有一定的强度。
1.1本课题的选定
随着科技的进一步发展，机械零件的规模越来越大，越来越完整，人们的需求越大，对物质的需求和要求也越来越高。轴承作为一个机械零件，起着至关重要的作用。
用于支撑旋转零件（转轴、心轴）的装置通称为轴承。条件不同，轴承的分类也不同：
按其承载方向的不同，轴承可分为：径向轴承和推力轴承；
按轴承工作时的摩擦性质不同，轴承可分为：滑动轴承和滚动轴承。
滑动轴承，根据其相对运动的两表面间油膜形成原理的不同，还可分为流体动力润滑轴承(简称动压轴承)和流体静力润滑轴承(简称静压轴承)。
和滚动轴承相比，滑动轴承具有承载能力高、抗压性好，工作平稳可靠，噪声小，寿命长等优点，它广泛用于内燃机、轧钢机、大型电机及仪表、雷达、天文望远镜等方面。
在动压轴承中，随着工作条件和润滑性能的变化，其滑动表面间的摩擦状态亦有所不同。通常将其分为如下三种状态：不完全摩擦，边界摩擦和干摩擦。完全液体摩擦是滑动轴承工作的最理想状况。对那些重要且高速旋转的机器，应确保轴承在完全液体摩擦状态下工作，这类轴承常称为液体摩擦滑动轴承。因此我这次的设计选择液体摩擦。
动压式滑动轴承是轴承中的一个重要类别，对其进行分析研究在实际中具有重要意义。液体动压径向滑动是其中的重要一类，本文以径向滑动轴承为研究对象，以雷诺方程的建立及求解过程为理论基础，对滑动轴承在处于液体动压的工况情况进行理论分析。
本课题的目的就是旨在结合滑动轴承的工作特点和性能，合理的优化轴承的结构形式，对轴承的各性能进行优化设计。通过图纸对轴承结构进行分析优化，利用相关公式对性能进行计算与分析，对整个轴承进行优化设计。
随着工业的现代化进程，大量机械设备的速度和功率日益提高，工况日趋复杂，而轴承作为机械设备的关键部件对其各方面的性能要求也越来越高。滑动轴承油膜中的滑油流动过程完全符合流体动力学的普遍规律，在 1886 年 Reynolds 运用流体动力学的定律，分析润滑剂在间隙中的流动，从而求得了表示轴承中压力分布的基本微分方程即雷诺方程，它成为今天滑动轴承理论计算的基础。但用传统数学方法对雷诺方程进行求解，只有在一些特定情况下刁‘能获得精确的解析解。由于这种困难很长一段时间滑动轴承还是按照pv常数:轴承的平均压强，v:轴承两配合部分的相对滑动速度，常数:轴承副材料所确定经验数这种老方法双曲线法确定尺寸参数。对于一些简单的、几何形状相似或结构相同的滑动轴承用这种计算方法并结合轴承生产中积累的经验来确定轴承尺寸一直还是成功的。但随着新型或特殊结构的滑动轴承出现以及设计中对轴承可靠性要求的不断提高，这些经验数据就不再适合了。最近二十几年以来随着计算机的技术发展其计算速度及计算能力迅速增长，许多传统数学方法难以求解的问题用计算机求解往往能够得到很好的结果，求解雷诺方程也就成为可能。
轴承上的反作用力与轴心线垂直的轴承称为径向轴承；轴承上的反作用力与轴心线方向一致的轴承称为推力轴承。推力滑动轴承只能承受轴向载荷，与径向轴承联合才可同时承受轴向和径向载荷。
综上所述，我选择的设计是：液体动压滑动轴承的设计。
1.2滑动轴承制造和生产的技术的发展现状
滑动轴承作为回转轴支承元件在机械领域的应用十分广泛。与滚动轴承相比，滑动轴承工作平稳、可靠、噪音较低。如果能够保证充分的液体润滑，使得滑动表面被润滑油分开而不发生直接接触，则还可以大大减少摩擦损失和表面磨损，甚至消除磨损。另外，润滑油膜同时还具有一定的吸振能力川，这对提高轴承运转的稳定性和运转精度都是十分有益的。