【文章內(nèi)容簡介】 、以及能量方程等。當然應用最廣的還是雷諾方程及其在各種具體條件下的變形形式，以及它們的求解。由于這些理論的建立使得滑動軸承的研究取得了很多成果，促進了其在實際中的應用。 課題 研究 的 主要 內(nèi)容 及 基本 工作 思路 （ 一） 主要 內(nèi)容 根據(jù)所給 技術指標對 某型汽輪機液體 動壓 徑向滑動軸承進 行 設計 計算以及性能分析。 7 （ 二） 本 課題 的 基本工作 思路 動壓徑向滑動軸承 的基本 原理 和 雷諾方程 的 基礎上 設計滑動 軸承 。 內(nèi)容 包括 ： 幾何參數(shù) ， 安全 度 等方面 和 技術 ： 流體 動力的基本方程 摩擦 定律 雷諾 方程 第 二章 2 液體動壓 徑向滑動軸承 的 總體設計 方案 軸承 《機械設計》是一門培養(yǎng)學生機械設計能力的技術基礎課。在機械類各專業(yè)的教學計劃中，它是主要課程。機械設計課程在教學內(nèi)容方面著重基本知識、基本理論和基本方法的掌握，在培養(yǎng) 實踐能力方面著重設計構(gòu)思和設計技能的基本訓練，使學生對實際工程具有分析、解決問題的能力，在設計中具有創(chuàng)新思維?；瑒虞S承章節(jié)在整個課程的學習中又占到了很重要的部分?；瑒虞S承的承載能力大，回轉(zhuǎn)精度高，表面能形成潤滑膜將運動副分開，減少了磨損，滑動摩擦力也可大大降低，并且潤滑膜具有抗沖擊作用，因此，在工程上獲得廣泛的應用 。 滑動 軸承 的主要 類型 和 結(jié)構(gòu) 按受載荷方向不同，滑動軸承可分為徑向滑動軸承和止推滑動軸承。 1 徑向 滑動軸承 徑向滑動軸承用于承受徑向載荷。圖 2— 1所示為整體式徑向滑動軸承， 圖 2 2所示為剖分式徑向滑動軸承。剖分式徑向滑動軸承裝拆方便，軸瓦磨損后可方便更換及調(diào)整間隙，因而應用廣泛。 8 圖 21整體 式 滑動 軸承 圖 22剖分 式 滑動 軸承 軸承 止推滑動軸承用來承受軸向載荷。按軸頸支承 面的形式不同，分為實心式、空心式、環(huán)形式三種。當軸旋轉(zhuǎn)時， 實心 止 推軸頸由于端面上不同半徑處的線速度不相等，因而使端面中心部的磨損很小，而邊緣的磨損卻很大，結(jié)果造成軸頸端面中心處應力集中。實際結(jié)構(gòu)中多數(shù)采用空心軸頸，可使其端面上壓力的分布明顯改善，并有利于儲存潤滑 油 。 液體 動壓 潤滑的 基本 原理 和基本關系 （ 一） 液體 動壓 油膜形成的 原理 圖 23 動壓 油膜 形成原理圖 9 液體動壓油膜形成原理是利用摩擦副表面的相對運動，將液體帶進摩擦表面之間，形成壓力油膜，將摩擦表面隔開，如圖 23 所示。兩個互相傾斜的平板，在它們之間充滿具有一定粘度的液體。當 AB 以速度 V 向左移動，而 CD 保持靜止時，液體在此楔形間隙中作層流流動。當 各 流層的 速度分布規(guī)律為直線時，由于進口間隙大于出口間隙，則進口流量必大于出口流量但液體是不可壓縮的，因此，在楔形間隙內(nèi)形成油壓，迫使大口的進油速度 減小，小口的出油速度增大，從而使流經(jīng)各截面的液體流量相等。同時，楔形油膜產(chǎn)生的內(nèi)壓將與外載荷相平衡。 （ 二） 液體 動壓潤滑的基本 方程 雷諾方程是液體動壓潤滑基本方程，是研究流體動力潤滑的基礎。它是根據(jù)粘性流體動力學基本方程出發(fā)，作了一些假設條件后簡化而得的。 圖 24液體單 元 壓力 分析 如圖 24 所示，兩平板被潤滑油隔開，設板 A 以速度 v、沿 x 方向滑動，另一平板 B 靜止不動，設平板正方向尺寸為無窮大流體沿 z 方向無流動，從油層中取出長、寬、高分別為 dx、 dy、 dz 的單元體進行力平衡 分析。 單元體 沿 x方向受 四個 力， 兩側(cè) 向 壓力 ： p， p 上下 面 剪切 應力 為： ） 10 由 x方向的 力平衡 條件， 得pdydz 化簡得： = (21) 根據(jù) 牛頓 粘性 流體 定律， 代人（ 21）得 =n 積分后 得 u= (22) 當 y=0 時， u=v(油層隨移動件移動 )； y=h(h 為單元體處油膜厚度 )時，u=0(油層隨靜止件不動 )。根據(jù)上述條件則可以得到積分常數(shù) C1 ， C2 。 積分常數(shù)： 。 代人式（ 22） 得 u= （ 23） 由 式（ 23）可見， 油層 的 速度 u由 兩 部分 組成， 式中 前 一項 表示速度 沿 y成 線性 分布，直接由 剪切 流引起 。第 二 項表示速度 沿 y成 拋物線 分布，是 由 油壓沿 x 方向變化而 引起的 。 不計側(cè)漏，潤滑沿 x方向 通過任一截面單位寬度的 流量為 11 設 在 P= 處 油膜 厚度為 （即 時， h= ），在 該 截面處的 流量為 由于連續(xù)流動 時 流量 不變 ， 故得 化簡 得 （ 24） 式 （ 24）為一維雷諾流體動力潤滑 方程 。 對式 （ 24）中 x 取偏導數(shù)可得 若再考慮潤滑 油沿 z方向的 流動 ， 則 （ 26） 式（ 26）為 二維 雷諾流體 動力 潤滑方程式 —— 流體動力潤滑軸承 的基本 公式。 （ 三） 油 楔 承載機理 由 式 可看出油壓 變化 與 潤滑 油 的粘度 、表面 摩擦 速度和 油膜 厚度的 變化有關 ， 利用 該式可 求 出 油膜 中 各 點的 壓力 p， 全部 油膜 壓力 之和 即 為 油膜 的 承載能力 。 12 油膜 必須 呈 收斂 楔 形， 才能 使 油 楔 內(nèi)各處 油 壓 都大于 入口和 出口 處 的 壓力，產(chǎn)生 正 壓力 以支承 外載 。 所以形成液體 動力 潤滑（ 即形成 動壓油膜 ） 的 必要條件 是： 1. 相對 運動 兩 表面 必須 形成 一個 收斂 楔 形； 2. 被 油膜 分開的兩 表面 必須有 一定 的 相對 滑動 速度 ，其運動 方向 必須使?jié)櫥蛷拇罂诹鬟M ， 小口流出 ； 3. 潤滑油 必須有一定粘度 ， 且 供油充分 。 動壓徑向滑動軸承基本原理 （ 一 ） 徑向 滑動軸承 液體動壓 潤滑 的 建立過程 徑向 滑動軸承 的 軸頸與軸孔間必須留有間隙， 當軸頸靜止時，軸 頸處 于 軸承孔的最低位置，并與軸瓦接觸。此時，兩表面間自然形成 收斂的楔形空間。當軸頸開始轉(zhuǎn)動時，速度極低，帶入軸承間隙中的油量較少，這時軸瓦對軸頸摩擦力的方 向與軸頸表面圓周速度方向相反，迫使軸頸在摩擦力作用下沿孔壁向右爬升 (圖 b)。隨著 轉(zhuǎn)速的增大，軸頸表面的圓周速度增大，帶入楔形空間的油量也逐漸加多。這時，右側(cè)楔 形油膜產(chǎn)生了一定的動壓力，將軸頸向左浮起。當軸頸達到穩(wěn)定運轉(zhuǎn)時，軸頸便穩(wěn)定在一 定的偏心位置上 (圖 c)。這時，軸承處于流體動力潤滑狀態(tài)，油膜產(chǎn)生的動壓力與外載荷 F 相平衡。此時，由于軸承內(nèi)的摩擦阻力僅為液體的內(nèi)阻力，故摩擦系數(shù)達到最小值。 圖 25液體 動壓徑向滑動軸承 油膜 形成過程 13 液體 動壓徑向滑動軸承 油膜 形成過程 經(jīng)歷 起動 、 不穩(wěn)定運轉(zhuǎn) 、穩(wěn)定 運轉(zhuǎn) 三個 階段 。 起始時 n=0，軸頸與軸承孔在最下方位置接觸 起動時，由于速度低，軸頸與孔壁金屬直接接觸，在摩擦力作用下，軸頸沿孔內(nèi)壁向右上方爬開 . 不穩(wěn)定運轉(zhuǎn)階段，隨轉(zhuǎn)速上升，進入油楔腔內(nèi)油逐漸增多，形成壓力油膜，把軸