动压轴承的原理与应用

一、前言动压轴承是滑动轴承中的一种。动压滑动轴承是靠轴的转动形成油膜而具有承载能力的。一般而言,动压轴承是一种利用换形把相对运动的两表面被润滑剂分开并承载荷的轴承。粘性流体（如润滑油）在收敛楔形（如图1所示）间隙中流动,由于流层间剪切应力的作用会产生流体动力,这就是动压润滑轴承的机理。由此可知,构成动压滑动轴承的要素是轴和轴承两相对运动的表面之间要有：（1）收敛的楔形：（2）足够的相对运动速度;（3）一定粘度的润滑剂,且供给连续而充足。润滑剂是液体为液体动压轴承,是气体则称为气体动压轴承。对于液体动…     

滑动轴承摩擦性能试验研究及方法

摩擦是摩擦副(如滑动轴承副)的接触表面在相对运动时产生的相互阻碍作用。因此摩擦性能的好坏是评定滑动轴承的滑动性能和承载性能的一个重要指标。国外的技术资料显示,动压轴承仍然是当今世界应用和研究非常广泛的一种轴承形式。但是由于普通动压轴承在起动和停机的某瞬间总是会发生表面固体接触,从而产生磨损,因此当人们对滑动轴承材料或结构进行试验时,还特别对边界摩擦和混合摩擦感兴趣。也就是     

轴承滚道超精研机振荡头架滑移拖板的改进

针对VMUC100轴承滚道超精研机振荡头架滑移拖板机构存在的润滑效果差易产生干摩擦的问题,对该机构相对运动表面增加润滑油沟,消除了干摩擦现象,提高了运行精度和稳定性。     

工业摩擦学 第二讲:摩擦与磨损

一、摩擦一个物体在外力作用下,相对于另一个物体运动或有运动趋势时,其公共界面上所生的切向阻力叫做摩擦力。两个物体相接触的表面在无润滑的干摩擦状态下,物体受力在刚足以开始作相对运动时,界面上的切向阻力为“极限静摩擦力”,比极限静摩擦力小的力所引起的切向阻力为“静摩擦力”;相对运动的两表面间的摩擦力为“动摩擦力”。1.摩擦定律、摩擦系数和表面性质摩擦定律是指:摩擦力与法向载荷成正比;摩擦力与表观接触面积无关;动摩擦力大体上与滑动速度     

柴油机滑动轴承的故障的声发射诊断

轴承是影响内燃机安全运行的重要零件,内燃机的主要运动件中,大多采用滑动轴承。滑动轴承采用流体动力润滑,曲轴的旋转作用形成油楔承载,同时零件表面对油膜挤压产生承载力。内燃机的轴承承载油膜压力由旋转油膜压力和挤压油膜压力构成。主轴瓦和连杆轴瓦在交变载荷下工作,轴承载荷的方向、大小都是周期变化的,所以轴承内不能保持均匀、恒定的承载油膜。在高速、高负荷,特别是在润滑状态不良或进入磨料时,轴承中产生较大的摩擦损失,摩擦损失转变成热量使轴承温度升高,降低润滑油粘度,使承载能力下降,再加上轴承座及轴的变形,润滑油流量不足及变质等,使轴承工作条件恶化,造成轴承损坏,如磨     

轴表面DLC涂层对滑动轴承润滑承载性能的影响*

为研究轴表面类金刚石(DLC)涂层对滑动轴承承载性能的影响,利用滑动轴承实验台测试轴线对中及倾斜工况下灰铸铁、铝合金和聚酰亚胺(PI)涂层轴承分别与40Cr钢轴和DLC涂层轴配合时的轴心轨迹和极限载荷,并测试3种材料与40Cr钢和DLC涂层的摩擦因数。结果表明:相较与40Cr钢配合,灰铸铁和铝合金与DLC涂层配合时摩擦因数减小,重载下轴承偏心率减小,轴线对中工况下灰铸铁轴承的极限载荷超过10 MPa,铝合金轴承的极限载荷增大到7.8 MPa(增大1.1倍),轴线倾斜工况下轴承抱死失效时边缘变形增大;但重载下PI涂层与DLC涂层配合时摩擦因数增大,轴线对中工况下轴承极限载荷减小至3.6 MPa(减小44%),轴线倾斜工况下轴承抱死失效时边缘变形减小。     

镶嵌自润滑轴承的应用

镶嵌自润滑轴承是在普通滑动轴套、轴瓦和平板的摩擦副表面,通过合理设计,进行钻孔、拉槽后,将具有一定形状、强度的固体润滑剂嵌入孔、槽中。它和普通滑动轴承比较,有许多独到的特点:镶嵌轴承可在外部供油或不供油的情况下,达到良好润滑,不会发生“胶合”和“抱轴”等意外事故;它摩擦系数低,在干摩擦下f=0.06～0.09,最低0.04;使用温度宽(-80～700℃);能承受大的稳定载荷和冲击载荷;在某些特殊工况下,如在高温、酸、碱中,它是当前可选用的理想轴承。     

滑动轴承运行模态参数理论分析及试验验证

滑动轴承的模态参数是其状态监测的重要指标,而轴承表面的磨损、润滑条件以及工作条件对轴承的模态参数有很大影响。为有效监测滑动轴承运行模态参数从而实现其早期故障检测,建立滑动轴承动力学模型并用复模态分析方法提取出系统的模态参数,研究滑动轴承的润滑油与轴承表面的作用诱导高频振动的机制,分析转速、载荷和润滑剂黏度对模态参数的影响,并进行实验验证。结果表明:轴承的润滑对于系统的高频振动有很大的影响;油膜刚度较高时,受润滑影响的模态阶数较少,并且转速的提高会导致固有频率先升高后降低;高频带范围内随着载荷增大振幅增大,低频带内润滑剂黏度增加模态频率降低。     

钻井液污染润滑脂对牙轮钻头轴承摩擦学性能的影响

高温或冲击载荷会引起钻井液泄漏进入复合锂基润滑脂,从而影响牙轮钻头滑动轴承润滑及摩擦磨损性能。采用MCR102旋转流变仪对含有不同质量分数钻井液的复合锂基润滑脂进行流变性测试,并采用MDW-1型摩擦磨损试验机开展牙轮钻头滑动轴承模拟工况下轴承单元摩擦学实验,研究钻井液质量分数对轴承摩擦磨损性能的影响。结果表明:钻井液的污染将降低润滑脂的黏度,改变润滑脂的流变性能;钻井液的污染总体上增大了滑动轴承单元摩擦因数及摩擦因数波动幅度,同时加大轴承的磨损,且在高转速下,润滑脂中较低含量的钻井液就会使滑动轴承单元的摩擦磨损达到最大值;钻井液中的超细碳酸钙和重晶石颗粒引起的磨粒磨损和犁沟效应,可能导致滑动轴承快速失效。     

离心式压缩机轴承故障分析及处理对策

离心式压缩机轴颈表面的线速度很高而载荷较小,属于高速轻载转子。一般都采用强制润滑的液体动压滑动轴承。目前,离心式压缩机使用的轴承可分为圆柱瓦轴承、椭圆瓦轴承、可倾瓦轴承。对轴承的要求是:抗振性好,安全可靠,运行平稳,使用寿命长。     

不同表面粗糙度下动压轴承静特性分析

当动压滑动轴承的工作表面粗糙度达到和油膜厚度同一量级(μm)时,表面粗糙度对轴承验平台,对42CrMo钢的滑动摩擦副进行试验,并建立了考虑表面粗糙度的Reynolds数学模型进行求解,得到不同表面粗糙度下油膜承载力、摩擦阻力以及摩擦因数等特性参数。研究结果表明,随着载荷增大,摩擦阻力变大、摩擦因数变小;同等载荷下,随着润滑油温度升高,摩擦阻力变小、摩擦因数变小;粗糙度越大,摩擦阻力也越大、摩擦因数越大。     

表面织构对径向滑动轴承静态特性的影响

利用p-θ质量守恒算法研究表面织构对径向滑动轴承静态特性的影响,建立椭球形织构模型,分别讨论特殊椭球形织构半径、数目、深度和分布位置等对滑动轴承承载力、摩擦力和摩擦因数的影响。结果表明:与光滑表面轴承相比,在轴瓦表面合理分布部分织构能提升轴承润滑性能,使轴承承载力增大、摩擦力和摩擦因数减小;全织构对轴承润滑性能有消极影响,使轴承承载力和摩擦力减小,摩擦因数增大。织构半径、数目、深度等参数对滑动轴承润滑性能都有重要影响;织构周向分布在180°～360°比分布在0°～180°更有益于提升轴承性能;在较高偏心率下,织构对轴承润滑性能的提升不明显。     

考虑空穴压力的滑移表面径向滑动轴承性能研究

以给定转速的复合滑移表面径向滑动轴承为研究对象,基于二元滑移模型,利用质量守恒算法研究量纲一滑移长度(轴承滑移长度与半径间隙的比值)、偏心率和空穴压力对径向轴承的承载力、偏位角、摩擦因数的影响,并和非滑移表面径向轴承进行比较。研究表明:量纲一滑移长度增大,承载力增大、摩擦因数减小,当量纲一滑移长度超过10后,这些变化趋于饱和;偏心率为0时复合滑移表面轴承仍具有一定的承载力,适当提高偏心率,承载力增加、摩擦因数减小、稳定性提高;空穴压力对复合滑移表面径向滑动轴承静态性能影响明显。     

干润滑剂涂覆的轴承

一种特殊设计的方法可将氟化石墨(CF_x)—聚酰亚胺粘结剂干润滑剂涂覆在高速运转的箔片轴承中箔片零件的摩擦表面上。近年来,已研制成一种改进的流体轴承,特别是流体动压型气体轴承,在相对运动轴承零件的空间内装有箔片。这种箔片通常是一种薄的配合材料,它在相邻的支承面之间的流体动力膜的力作用下产生挠曲。因此箔片增强了流体轴承的流体动压特性,并且在一般轴承因过载而失效条件下还可良好地工作。此外,这些箔片的其它优点是可允许相对运动零件的偏心度,并且还具有缓冲和阻尼效应。当箔片轴承高速起动和停止时,相对运动的箔片与支承面之间有摩擦接触。为了降低起动摩擦,以及     

Holland-Butenschn方法在内燃机轴承计算中的应用(一)

内燃机滑动轴承大多数是动压式液体摩擦向心滑动轴承,因此它的基本计算愿则也应为:保证有足够的最小油膜厚度,把两个摩擦表面完全隔开;维持足够的润滑油流量,使润滑油能源源不断地充入油楔;限制轴承温升,使润滑油在工作状态下仍保持足够的粘度。内燃机滑动轴承的负荷是以一定的循环方式变化的,因此,它属于非稳定负荷轴承。Holland-Butenschn根据流体动力性能所建立的润源理论,提出了一套轴承设计计算的基本方法:轴心     

低速重载滑动轴承摩擦性能试验研究

为降低低速重载滑动轴承的摩擦振动噪声,对滑动轴承的材料、润滑槽及润滑脂进行了改进,并对原有轴承副及改进后的轴承副进行摩擦性能试验。结果表明:新型润滑脂有利于降低滑动轴承的临界爬行角速度;直槽结构的滑动轴承摩擦力矩和临界角速度均小于斜槽结构;直槽MGB轴承具有较好的抗摩擦振动性能。     

轴变形产生的轴颈倾斜对滑动轴承润滑影响的试验研究

针对各种机械装置使用最普遍、最基本的轴-滑动轴承摩擦副系统,设计研制了专用试验装置,对轴受载荷作用产生弯曲变形,导致轴颈在轴承孔中倾斜时滑动轴承的润滑性能进行了试验研究。结果表明,在轴-滑动轴承摩擦副系统中,轴受载荷作用产生变形将导致轴颈在轴承孔中倾斜;轴变形导致轴颈倾斜时,滑动轴承的油膜压力、油膜厚度和温度的分布状况及数值发生了明显变化。轴受载越大,其变形产生的轴颈倾斜越严重,对滑动轴承润滑性能的影响越明显;轴承半径间隙与轴承宽度比值越小,轴变形产生的轴颈倾斜对轴承油膜压力、油膜厚度和温度的数值及分布的影响越大。因此,滑动轴承设计中应该考虑轴受载荷作用产生的变形导致轴颈倾斜的影响,对于重要的机械设备,尤其应当考虑这种影响。     

流体动压润滑(三)——流体动压径向滑动轴承设计

滑动轴承是机器中的重要部件,用于支承轴、轮等零件作旋转运动。按承受载荷方向不同分为:①径向滑动轴承——承受径向载荷;②推力滑动轴承——承受轴向载荷;③径向推力轴承——同时承受径向载荷和轴向载荷。按液体润滑状态不同则分为:①流体润滑轴承     

几种水润滑轴承摩擦学性能的研究

利用摩擦试验机对3种水润滑轴承材料进行摩擦研究,对比水润滑下不同载荷和转速的摩擦因数。并通过干摩擦实验对水润滑轴承材料进行考核,对水润滑轴承材料的断水安全性能进行评价。结果表明:3种水润滑轴承材料的摩擦特性均为典型的Stribeck曲线,在高载荷下均具有较好的性能,摩擦因数相差不大。国产水润滑轴承材料具有良好的干摩擦性能。国产水润滑轴承材料在摩擦性能方面已经达到甚至超越了国外同类产品。     

舰船推进轴系径向滑动轴承的变温润滑计算

基于流体润滑理论,对某舰船推进装置轴系中非压力供油径向滑动轴承进行了变温度场润滑数值计算,对摩擦力矩、功率损失进行了分析。计算结果表明,舰船推进装置轴系中的轴承摩擦损失功率影响因素的强弱排序为:温度,转速,油品,载荷;在正常情况下轴承摩擦损失功率数量级一般不大,方案设计时取设计工况传递功率的1%仍有一定的裕度。