运动副工作时，两工作表面之间的相对运动可将润滑剂带入工作区，并建立一定的油压(动压)支撑外载荷，形成油膜,保护工作表面，形成所谓"流体动压润滑"。流体动压润滑的形成需要三个条件：
1)两表面之间有相对的运动（滚动或滑动）；
2)两表面之间有楔形间隙，润滑油从大口进入；
3)两表面之间有润滑剂(有粘度)。
这就是所谓的流体动压润滑三要素。
动压润滑理论就是探讨间隙中流体的流动、压力等关系。1886年雷诺导出了经典的Reynolds方程。
1.雷诺方程
雷诺方程是流体润滑理论的基本方程：
在密度等随时间变化的场合,雷诺方程可写成:
式中: U,V,W-分别为流体沿坐标x,y,z方向的速度分量;
ρ-密度;
η-粘度;
t-时间;
h-流体膜厚度;
p-压力;
这就是普遍形式的雷诺方程。左端表示流体润滑膜压力在润滑表面上随x,y的变化。右端表示产生润滑膜压力的各种效应,各项的物理意义为：
1) 流体楔动压效应;
2) 伸缩效应;
3) 挤压效应;
4) 变密度效应。
雷诺方程假设条件:
1)忽略体积力的作用。
2)沿流体膜厚度方向,流体压力不变。
3)与流体膜厚度相比较,轴承表面的屈率半径很大,因此,不需要考虑流体速度方向的变化。
2.雷诺方程的求解
1)压力分布
从理论上讲,当运动速度和润滑剂粘度已知时,对于给定的间隙形状h(x,y)和边界条件,将雷诺方程积分,既可求得压力分布p(x,y)。
2)载荷量
流体润滑剂膜支承的载荷量W可在整个润滑剂膜范围内将压力p(x,y)积分求得,即:
积分的上下限根据压力分布来确定。
3)摩擦力
在流体膜润滑系统中,要克服的摩擦力F0,h 主要是由速度及压力引起的流体层中的切应力形成的, 即:
式中,正号为z=0表面上的摩擦力,负号为z=h表面上的摩擦力。根据牛顿粘性定律
对于下表面z=0,可得摩擦力为
对于上表面z=h,可得摩擦力为
摩擦力求得之后,就可确定摩擦系数μ=F/W,以及摩擦功率损失和因粘性摩擦所发生的发热量。
4)润滑剂流量
通过流体润滑剂膜边界流出的流量Q可以按下式计算:
将各个边界的流出流量相加,可求得总流量,根据计算的流量可以确定必须的供油量以保证间隙内添满润滑剂,同时根据流出流量和摩擦功率损失还可以确定润滑剂膜的热平衡温度。
|
网友评论：（只显示最新10条。评论内容只代表网友观点，与本站立场无关！）
