滑动轴承油膜特性分析及实验研究
滑动轴承油膜特性分析及实验研究
滑动轴承具有承载能力高、使用寿命长、加工维护方便等优点,因而被广泛应用于大型旋转机械中。其油膜静力特性及动力特性影响转子系统的运动稳定性,直接决定整个设备能否安全稳定运行。
本文通过理论分析计算与实验相结合的方式,对滑动轴承油膜特性进行研究。为了得到油膜特性实验数据,本文设计了满足实验要求的滑动轴承试验台。
利用三维绘图软件,对试验台的主轴及轴瓦等结构部分进行三维模型设计,并利用该软件对设计进行校核验证。通过理论计算,设计了满足实验要求的供油系统、加载系统及测试系统。
较传统滑动轴承试验台,本文设计的试验台具有浮动加载及多测点数据采集的优点,使轴承运动状态与实际运行状态更吻合且可以分析油膜轴向和周向上压力的变化情况。根据所设计的滑动轴承试验台,建立与之对应的轴承间隙结构模型。
在滑动轴承流动特性理论及经典Reynolds方程基础上,利用软件模拟对模型进行数值计算,得到了不同运行条件下的油膜压力分布,并对各因素对滑动轴承油膜压力的影响进行分析。同时,也对滑动轴承油膜动力特性进行数值计算,并将宽径比、间隙比和载荷对滑动轴承动力特性的影响进行分析。
最后利用搭建的滑动轴承试验台进行滑动轴承油膜静力特性实验,并将实验数据与理论模拟计算的结果进行对比分析。通过理论与实验研究发现,油膜压力随载荷的增大而增大,增大速率则逐渐减小,在实验范围内,油膜压力的稳定性随载荷的增大更加稳定;且随着实验载荷的增大,理论计算模型得到的模拟压力分布与实验数据更加贴近,模型所忽略的影响因素对压力分布的影响逐渐减小。 随着转速升高,油膜压力有所降低,下降速率随转速增大而减小,相较中间转速(临界速度附近)条件在较低转速及高转速条件下,油膜稳定性更好。实验条件下的相对偏心距与偏位角的变化趋势也与模拟得到的变化趋势一致,反映出数值计算的可靠性与试验台设计的科学性。
滑动轴承等效油膜刚度
滑动轴承等效油膜刚度
滑动轴承的等效油膜刚度是指在滑动轴承工作时，油膜对轴承的支撑作用所产生的效果类似于弹簧支撑作用的刚度。油膜的刚度对于轴承的工作性能具有重要影响。
从宏观角度来看，滑动轴承的等效油膜刚度取决于轴承材料的弹性模量、油膜的厚度以及油膜的黏度等因素。这些因素共同影响了油膜在承载过程中的变形和应力分布，进而影响了油膜的支撑作用。
从微观角度来看，滑动轴承的等效油膜刚度还受到油膜流动状态的影响。在轴承工作时，油膜处于变形和流动之中，这种流动状态会导致油膜刚度的变化，因此需要考虑油膜流动对刚度的影响。
此外，滑动轴承的等效油膜刚度还受到载荷大小、转速、工作温度等因素的影响。在实际工程中，需要综合考虑这些因素对油膜刚度的影响，以确保轴承在工作时能够获得适当的支撑作用，减小磨损和摩擦，提高轴承的工作效率和寿命。
总之，滑动轴承的等效油膜刚度是一个综合性的参数，受到多种因素的影响。在设计和选择滑动轴承时，需要全面考虑这些因素，以确保轴承能够在各种工况下都能够获得良好的支撑作用，保证设备的正常运转和使用寿命。
滑动轴承——精选推荐
1 *
第十章 滑动轴承
重要基本概念
1．动压油膜形成过程
随着轴颈转速的提高，轴颈中心的位置和油膜厚度的变化如图10-3所示。
图10-3
从n=0，到n→∞，轴颈中心的运动轨迹为一半圆。利用此原理可以测量轴承的偏心距e，从而计
算出最小油膜厚度h
min。
2．动压油膜形成条件
(1) 相对运动的两表面必须构成收敛的楔形间隙；
(2) 两表面必须有一定的相对速度，其运动方向应使润滑油从大口流入、从小口流出；
(3) 润滑油必须具有一定的粘度，且供油要充分。
3．非液体摩擦滑动轴承的失效形式、设计准则和验算内容，液体动压润滑轴承设计时也要进行
这些计算
失效形式：磨损、胶合
设计准则：维护边界油膜不被破坏，尽量减少轴承材料的磨损。
验算内容：
为防止过度磨损，验算：p =
BdP
≤ [ p] MPa
为防止温升过高而胶合，验算：Pv=
100060nd
BdP
≤ [pv] MPa
·m/s
为防止局部过度磨损，验算：V =
100060nd
≤ [v] m/s
因为在液体动压润滑滑动轴承的启动和停车过程中，也是处于非液体摩擦状态，也会发生磨损，
也需要进行上述三个条件的验算。
4．对滑动轴承材料性能的要求
除强度（抗压、抗冲击）外，还应有良好的减摩性（摩擦系数小）、耐磨性（抗磨损、抗胶合）、
跑合性、导热性、润滑性、顺应性、嵌藏性等。
2 5．液体动压润滑轴承的工作能力准则
(1) 保证油膜厚度条件：h
min≥[h]；
(2) 保障温升条件：t ≤ [t]=10~30C。
精选例题与解析
例10-1 一向心滑动轴承，已知：轴颈直径d = 50mm，宽径比B/d =0.8，轴的转速n= 1500r/min，
轴承受径向载荷F = 5000N，轴瓦材料初步选择锡青铜ZcuSn5Pb5Zn5，试按照非液体润滑轴承计算，
校核该轴承是否可用。如不可用，提出改进方法。
解：
根据给定材料ZCuSn5Pb5Zn5查得：[p] = 8MPa，[v]= 3 m/s，[pv]=12 MPa
低速重载荷滑动轴承的轴瓦与油膜润滑
研究与
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００９－９４９２．２０１２．０７．０３２
低速重载荷滑动轴承的轴瓦与油膜润滑
孙培明
（揭阳职业技术学院机电系，广东揭阳 ５２２０００）
＼ 摘要：介绍低速重载荷滑动轴承的轴瓦对形成油膜润滑的影响，在工程应用上碰到的润滑不良问题的解决措施，提高轴承水冷 却系统效能的方法，大尺寸合金轴瓦制造缺陷的解决办法。 关键词：低速重载荷；滑动轴承，轴瓦；油膜润滑；制造缺陷 中图分类号：ＴＨ１３３．３１ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００９—９４９２（２０１２）０７—０１０１—０４
Ｔｈｅ Ｂｅａｒｉｎｇ Ｂｕｓｈ ｗｉｔｈ Ｏｉｌ Ｆｉｌｍ Ｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎ Ｂｅａｒｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ Ｌｏｗ－Ｓｐｅｅｄ
ａｎｄ Ｈｅａｖｙ－Ｌｏａｄ Ｓｌｉｄｉｎｇ Ｂｅａｒｉｎｇ
ＳＵＮ Ｐｅｉ——ｍｉｎｇ （Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｊｉｅｙａｎｇ Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ， Ｊｉｅｙａｎｇ ５２２０００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｌｏｗ—ｓｐｅｅｄ ａｎｄ ｈｅａｖｙ－ｌｏａｄ ｓｌｉｄｉｎｇ ｂｅａｒｉｎｇ ｂｕｓｈ ｏｎ ｔｈｅ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｏｉｌ ｆｉｌｍ ｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ，ｉｔ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｔｏ ｔｈｅ ｐｏｏｒ ｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｌｏｗ－ｓｐｅｅｄ ａｎｄ ｈｅａｖｙ－ｌｏａｄ ｓｌｉｄｉｎｇ ｂｅａｒｉｎｇ ｉｎ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ．Ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ，ｉｔ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｗａｙ ｔｏ Ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｃｏｏｌｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｂｅａｒｉｎｇ ａｎｄ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｔｏ ｔｈｅ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｄｅｆｅｃｔｓ ｏｆ ｌａｒｇｅ－ｓｉｚｅ ｂｅａｒｉｎｇ ｍａｄｅ ｏｆ ａｌｌｏｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｌｏｗ－ｓｐｅｅｄ ａｎｄ ｈｅａｖｙ—ｌｏａｄ；ｓｌｉｄｉｎｇ ｂｅａｒｉｎｇ；ａｘｌｅ ｂｕｓｈ；ｌｕｂｒｉｃａｔｉｎｇ ｏｉｌ ｆｉｌｍ；ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｄｅｆｅｃｔ
动载滑动轴承瞬态油膜的全景实验研究
２００７年７月 第３２卷第７期 润滑与密封
ＬＵＢＲＩＣＡＴ１０Ｎ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ Ｊｕｌｙ ２００７
Ｖｏｌ＿３２ Ｎｏ．７
动载滑动轴承瞬态油膜的全景实验研究
房超峰孙美丽王贤刚夏成勇
（上海大学轴承研究室上海２０００７２）
摘要：在搭建的滑动轴承实验台上，对大扰动工况下油膜全景空穴分布图像及油膜压力进行瞬态同步采集，并对图
像进行后处理，以便于观察并与基于质量守恒边界条件的理论仿真结果对比，并对同一旋转周期内油膜空穴分布和不同
工况下油膜压力进行对比分析。结果表明：油膜全景图像经过后处理转化为油膜原形展开图像后，图像直观，且更易于
对比分析；在大扰动工况下，油膜空穴区域随最大动偏心位置迁移而迁移。
关键词：动载；滑动轴承；油膜；空穴
中图分类号：ＴＨ１１７．２文献标识码：Ａ文章编号：０２５４—０１５０（２００７）７—０５４—５
Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｏｆ Ｄｙｎａｍｉｃａｌｌｙ Ｌｏａｄｅｄ Ｊｏｕｒｎａｌ
Ｂｅａｒｉｎｇ ｗｉｔｈ Ｐａｎｏｒａｍｉｃ Ｖｉｅｗ ｏｆ Ｔｒａｎｓｉｅｎｔ Ｏｉｌ Ｆｉｌｍ
Ｆａｎｇ Ｃｈａｏｆｅｎｇ Ｓｕｎ Ｍｅｉｌｉ Ｗａｎｇ Ｘｉａｎｇａｎｇ Ｘｉａ Ｃｈｅｎｇｙｏｎｇ
（Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｂｅａｔｉｎｇｓ，Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００７２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐａｎｏｒａｍｉｃ ｐｈｏｔｏｓ ｏｆ ｔｈｅ ｄｙｎａｍｉｃａｌ ｏｉｌ ｆｉｌｍ ａｎｄ ｆｉｌｍ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｖａｌｕｅｓ ｗｅｒｅ ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｌｙ ａｃｑｕｉｒｅｄ ｕｎｄｅｒｌａｒｇｅ
ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｒｉｇ ｏｆ ｄｙｎａｍｉｃａｌｌｙ ｌｏａｄｅｄ ｊｏｕｒｎａｌ ｂｅａｒｉｎｇ ｗｉｔｈ ｐａｎｏｒａｍｉｃ ｖｉｅｗ ｏｆ ｏｉｌ ｆｉｌｍ，ａｎｄ
可倾瓦轴承的油膜力模型及其特性分析
第３３卷第４期 噪声与振动控制 ５９
文章编号：１００６—１３５５（２０１３）０４—００５９－０５
可倾瓦轴承的油膜力模型及其特性分析
刘兴星，孟再强，李 明，李鸿光，孟 光
（上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室，上海２００２４０）
摘要：提出一种可倾瓦径向滑动轴承的油膜力模型以及可倾瓦瓦块的摆动方程，并使用该模型分析可倾瓦轴承
的预载荷，包角，瓦块摆角等对油膜力的影响；分析可倾瓦轴承油膜力和普通轴承油膜力的区别。运用Ｒｕｎｇｅ．Ｋｕｔｔａ等
方法将可倾瓦轴承油膜力模型应用于Ｊｅｆｆｃｏｔｔ转子，分析轴承瓦块摆角的特性。分析结果表明模型的高效性和可倾瓦
轴承的特性。
关键词：ＴＢ５３；振动与波；可倾瓦轴承；油膜力；Ｒｅｙｎｏｌｄｓ方程
中图分类号：ＴＢ５３；ＴＫ２６３．６ 文献标识码：Ａ ＤＯＩ编码：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６。１３３５．２０１３．０４．０１３
Ｏｉｌ Ｆｉｌｍ Ｆｏｒｃｅ Ｍｏｄｅｌ ｏｆＴｉｌｔｉｎｇ Ｐａｄ Ｂｅａｒｉｎｇ ａｎｄ Ｉｔｓ
Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ Ａｎａｌｙｓｉｓ
ＬＩＵ Ｘｉｎｇ－ｘｉｎｇ，ＭＥＮＧ Ｚａｉ－ｑｉａｎｇ，ＬＩ Ｍｉｎｇ，
ＬＩ Ｈｏｎｇ－ｇｕａｎｇ，ＭＥＮＧ Ｇｕａｎｇ
（Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂ．ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ，Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖ．，
Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００２４０，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ ｍｏｄｅｌ ｔｈｅ ｏｉｌ ｆｉｌｍ ｆｏｒｃｅ ｏｆ ｔｉｌｔｉｎｇ ｐａｄ ｂｅａｒｉｎｇ ａｎｄ ｔｈｅ ｔｏｒｑｕｅ ｏｆ ｔｈｅ ｐａｄｓ ｗａｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ
ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｅ—ｌｏａｄ，ｔｈｅ ｃｏｖｅｒｉｎｇ ａｎｇｌｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｗｉｎｇｉｎｇ ａｎｇｌｅ ｏｆ ｔｈｅ ｐａｄ ｏｎ ｔｈｅ ｏｉｌ ｆｉｌｍ ｆｏｒｃｅ ｗａｓ ａｎａｌｙｚｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｉｓ ｍｏｄｅ１．Ｔｈｅ
等、变径浮动滑动轴承耐磨性能实验分析研究
第２９卷第３期 ２００７年６月 西南石油大学学报
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｖｏ１．２９ Ｊｕｎ Ｎｏ，３ ２００７
文章编号：１０００—２６３４（２００７）０３—０１３０—０３
等、变径浮动滑动轴承耐磨性能实验分析研究
杨启明，饶霁阳
（西南石油大学机电工程学院，四川成都６１０５００）
摘要：对等直径浮动滑动轴承和变直径浮动滑动轴承在相同条件下进行了磨损实验。在等压作用和其它条件相同的
情况下，通过改变工作转速、内外圈间隙、内外圈间隙比、磨损量等参数，进行了多因素的实验，分析其结果，发现无论
转速如何变化，对变径轴承，当内间隙较大，外间隙较小时平均磨损量较小；对等径轴承，间隙比较小的磨损量较小。
总的趋势是变径轴承的磨损量远小于等径轴承的磨损量。据此得出了变径轴承易于形成动压润滑油膜，其磨损量大
小和摩擦功耗远小于等径轴承，从而表明变径浮动轴承具有较等径浮动轴承更优的承载能力；实验研究表明：浮动轴
承的内外间隙比在１．１７～１．２０较为合理，随着转速的增加，可以提高轴承的工作稳定性，减少磨损等结论。
关键词：油楔；浮动；滑动轴承；磨损；间隙比
中图分类号：ＴＨ１３３ 文献标识码：Ａ
轴承的功用主要包括：支撑轴及轴上零件，并保
持轴的旋转精度；减少转轴与支撑轴间的摩擦磨损。
尽管滚动轴承具有一系列的优点，但是在高速、高精
度、重载、承受冲击动载荷等方面上，滑动轴承具有
不可比拟的优点，并已广泛应用于各种机械设备中。
综上所述，在恶劣的工况条件下，如何提高滑动轴承
的寿命和工作可靠性成为关注的焦点 Ｉ２ Ｊ。浮动滑
动轴承既继承了滑动轴承的优点，又对普通的固定
式滑动轴承所存在的缺点进行了针对性的弥补，是
一种具有较好发展前途的新型结构的滑动轴承。
国外自１９４７年由Ｓｈｏｗ Ｍ Ｃ Ｅ２］等人提出浮动滑
动轴承的研究报告已来，经过曾田和崛辛夫、Ｒｏ—
三油楔滑动轴承动力特性数值研究
三油楔滑动轴承动力特性数值研究
孙丹;韦纯浩;王双;李胜远;艾延廷
【摘 要】应用CFD动网格技术建立了三油楔滑动轴承动力特性求解模型.在验证求解模型准确性的基础上,研究了三油楔滑动轴承的流场特性,流体动压效应形成条件以及楔形度、偏心率、转速、偏位角、供油压力等因素对三油楔滑动轴承动力特性的影响.研究结果表明,随着偏心率的增加,三油楔滑动轴承的收敛楔形间隙逐渐变成发散楔形间隙,不再满足流体动压形成条件,使油膜正压区由3个逐渐变成1个.随着楔形度的增加,刚度系数和交叉阻尼系数变化不大,直接阻尼系数随之减小;随着偏心率的增大,刚度阻尼系数绝对值均随之增大;随着转速增大,直接刚度和阻尼系数变化较小,交叉刚度系数绝对值随之增大;随着偏位角的增大,直接刚度和交叉阻尼系数变化较小,交叉刚度与直接阻尼系数的绝对值均随之减小;供油压力对三油楔滑动轴承刚度阻尼系数影响较小,因此降低楔形度、转速、偏位角,增加偏心率将更有利于转子的稳定性.
【期刊名称】《沈阳航空航天大学学报》
【年(卷),期】2017(034)006
【总页数】7页(P9-15)
【关键词】三油楔滑动轴承;转子稳定性;动力特性;动网格
【作 者】孙丹;韦纯浩;王双;李胜远;艾延廷
【作者单位】沈阳航空航天大学 辽宁省航空推进系统先进测试技术重点实验室,沈阳110136;沈阳航空航天大学 辽宁省航空推进系统先进测试技术重点实验室,沈阳110136;沈阳航空航天大学 辽宁省航空推进系统先进测试技术重点实验室,沈阳110136;沈阳航空航天大学 辽宁省航空推进系统先进测试技术重点实验室,沈阳110136;沈阳航空航天大学 辽宁省航空推进系统先进测试技术重点实验室,沈阳110136
【正文语种】中 文
【中图分类】TH133.31;O242.21
随着旋转机械向高参数方向发展，滑动轴承的动力特性系数是评价转子稳定性的重要参数。研究表明，相比于传统的圆轴承和椭圆轴承，三油楔滑动轴承在转子较大偏心下，仍然具有较好的动力特性，因此被广泛应用于汽轮机、燃气轮机等旋转机械[1-4]。
滑动轴承的特点、类型及应用
滑动轴承
滑动轴承（sliding bearing），在滑动摩擦下工作的轴承。滑动轴承工作平稳、可靠、无噪声。在液体润滑条件下，滑动表面被润滑油分开而不发生直接接触，还可以大大减小摩擦损失和表面磨损，油膜还具有一定的吸振能力。但起动摩擦阻力较大。轴被轴承支承的部分称为轴颈，与轴颈相配的零件称为轴瓦。为了改善轴瓦表面的摩擦性质而在其内表面上浇铸的减摩材料层称为轴承衬。轴瓦和轴承衬的材料统称为滑动轴承材料。
一、动压润滑的形成原理
如下图a所示，板B静止不动，板A以速度v向左运动，板间充满润滑油。如前所述，当板上无载荷时两平行板之间液体各流层的速度呈三角形分布，板A、B之间带进的油量等于带出的油量，因此两板间油量保持不变，亦即板A不会下沉。但若板A上承受载荷F时，油向两侧挤出（图b），于是板A逐渐下沉，直到与板B接触。这就说明两平行板之间是不可能形成压力油膜的。
如果板A与板B不平行，板间的间隙沿运动方向由大到小呈收敛的楔形，并且板A上承受载荷F，如上图c所示。当板A运动时，两端的速度若按照虚线所f示的三角形分布，则必然进油多而出油少。由于液体实际上是不可压缩的，必将在间隙内“拥挤”而形成压力，迫使进口端的速度曲线向内凹，出口端的速度曲线向外凸，不会再是三角形分布。进口端间隙h1大而速度曲线内凹，出口端h1小而速度曲线外凸，于是有可能使带进油量等于带出油量。同时，间隙内形成的液体压力将与外载荷F平衡。这就说明在间隙内形成了压力油膜。这种借助相对运动而在轴承间隙中形成的压力油膜称为动压油膜。图c还表明从截面a－a到c－c之间，各截面的速度图是各不相同的，但必有一截面b－b，油的速度呈三角形分布。
根据以上分析可知，形成动压油膜的必要条件是：
1）两工作表面间必须有楔形间隙；
2）两工作表面间必须连续充满润滑油或其他粘性流体；
3）两工作表面间必须有相对滑动速度，其运动方向必须保证润滑油从大截面流进，从小截面流出。此外，对于一定的载荷F，必须使速度，粘度及间隙等匹配恰当。
轴颈转速对滑动轴承油膜特性的影响
第１３卷第１５期２０１３年５月 １６７１—１８１５（２ｏ１３）１５—４３６４—０５ 科学技术与工程 Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ＶｏＬ １３ Ｎｏ．１５ Ｍａｙ ２０１３ ⑥２０１３ Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈ．Ｅｎｇｒｇ．
仪表技术
轴颈转速对滑动轴承油膜特性的影响
谢翌黄志玲阮登芳
（重庆大学机械传动国家重点实验室，重庆４０００３０）
摘要基于Ｎａｖｉｅｒ—Ｓｔｏｋｅｓ方程组对某型车用汽油机曲轴主轴承油膜特性进行了三维数值模拟，获得了不同轴颈转速下，润 滑油油膜压力和组分的分布规律，揭示了曲轴转速对滑动轴承油膜特性的影响。数值模拟结果表明，随着轴颈转速的增加，
滑动轴承油膜承载区的作用范围以及油膜最大压力的位置几乎不变；在油膜承载区的相同周向位置处，油膜压力随轴颈转速 的增加不仅呈线性增大，而且其在最大压力位置处随轴颈转速增加，增长速度最快。此外，随着轴颈转速的升高，油膜破碎区 域内充满空气区域的面积逐渐减小，润滑油入口附近油膜破碎区的面积逐渐增加。 关键词 滑动轴承 转速 油膜 压力场 组分场 中图法分类号ＴＨＩ３３．３； 文献标志码Ａ
内燃机曲轴主轴承作为一种典型的滑动轴承，
在工作中受气缸内爆发压力的作用，润滑油膜的最
大压力可达平均压力的（６—１Ｏ）倍。近年来随着内
燃机性能要求的不断提高，内燃机轴承的设计也随
之更新和完善。当前内燃机设计所追求的目标为：
高可靠性、长寿命、低油耗、高输出功率、低摩擦损
失等等。这些对于轴承，特别是滑动轴承来说，则
要求其使用更低黏度的润滑油、并缩小其尺寸，以
及在更高载荷和更薄润滑油下工作。因此对内燃
机曲轴轴承的摩擦学性能研究对改善内燃机的性
能、提高可靠性以及延长内燃机自身寿命具有十分
重要的意义。以往对滑动轴承油膜压力的研究均
是基于求解Ｒｅｙｎｏｌｄｓ方程 进行的。但Ｒｅｙｎｏｌｄｓ
方程忽略了Ｎａｖｉｅｒ—Ｓｔｏｋｅｓ方程中惯性项，油膜曲率
滑动轴承性能分析和检测方法
滑动轴承性能分析和检测方法
滑动轴承是工程机械上的重要部件之一,安装不佳会影响其使用效果,甚至造成工程机械设备的故障。在轴承安装上了之后,如果不仔细进行调准,校直可能导致TIMKEN轴承遭受另外的载荷,摩擦和振动。这些可能加速疲劳和减少轴承的使用寿命,并且可能会损坏其它机器零件的使用期限。此外,增加的振动和摩擦可能极大增加能源消耗和过早的失效风险。
如果轴承内有铁屑、毛刺、灰尘等异物进入,将使轴承在运转时产生噪声与振动,甚至会损伤滚道和滚动体。所以在安装轴承前,必须确保安装表面和安装环境的清洁。
润滑对滑动轴承的运转及寿命有极为重要的影响。润滑脂由基础油、增稠剂及添加剂制成。润滑脂的性能主要由基础油决定。一般低粘度的基础油适用于低温、高速;高粘度的适用于高温、高负荷。
增稠剂也关系着润滑性能,增稠剂的耐水性决定润滑脂的耐水性。原则上,牌子不同的润滑脂不能混合,而且,即使是同种增稠剂的润滑脂,也会因添加剂不同相互带来坏影响。轴承表面涂有防锈油,必须用清洁的汽油或煤油仔细清洗,再涂上干净优质或高速高温的润滑油脂方可安装使用。全封闭轴承不须清洗加油。
在使用期间,要经常对轴承运行的基本外部条件进行监测,譬如温度,振动和噪音的测量等等。这些有规律的检查将及早发现潜在的问题并将防止出现意想不到的机器中止现象,使生产计划得以实现,提高的工厂生产力和效率。
在运作过程中,轴承要求有正确的再次润滑,完美它的表现。滑动轴承润滑的方法,分为脂润滑和油润滑。为了使轴承很好地发挥机能,首先,要选择适合使用条件、使用目的的润滑方法。若只考虑润滑,油润滑的润滑性占优势。但是脂润滑有可以简化轴承周围结构的特长。
当我们在使用滑动轴承的时候，如果发现其温度很高的情况下，则赶紧停止设备运转，然后找出其原因，并按照上述提供的解决方案进行处理，但是可能因轴承发热的原因不同，所以解决的方式也不同，所以还是要具体情况具体对待，在技术人员的帮助下完成。