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轴承知识

分析油膜滑动轴承的工作原理

发布时间:2022-06-17

来源:因联智慧诊断

透平压缩机采用的油膜滑动轴承属于动压轴承类,即依靠轴颈(或止推盘)本身的旋转,把滑油带入轴颈(或止推盘)与轴瓦之间,形成楔状油膜,受到负荷的挤压建立起油膜压力以承受载荷,如图1。

图1 油膜滑动轴承原理

为说明楔形油膜的承载能力,以止推轴承油楔为例,首先假定瓦块不倾斜,保持和止推盘平行,由于止推盘旋转,当然会把油带进瓦块和止推盘之间的间隙中来,形成油膜,止推盘旋转时带进多少油,也会带出多少油。如果借助止推盘对这样的油膜施加压力,就会将油从间隙中挤出,当然油受挤压后不仅从出油口挤出,也会从进油口挤出,其结果和未施加压力时相比,从进油口流进的油的平均速度比出油口流出的速度小,进入间隙的油量反比流出的流量小,因而这种油膜不能持久。如果适当增加进油口的面积,随着流动方向呈收敛形,在负载的作用下,保持进油和出油的量相当,这样就能维持稳定的油膜,产生持续的油膜压力,承受轴承的载荷。

从这个简单分析可以看出:要使油膜稳定具有承载能力,,必须使油隙呈楔状,进油口大,出油口小;第二,止推盘(或轴颈)对瓦块有相对速度;第三,油具有一定的黏性。前面提到的止推轴承和支持轴承油膜都具有这些特点,因而能起到轴承的作用。轴承油膜各处的压力并不一致,如图1(b)所示,从油楔进油口起沿下半瓦油膜压力逐渐升高至Z大压力pmax,然后逐渐减少。支持轴承的任务就是在一定的负荷P、转速和供油情况下,形成油膜压力,承受负荷P,保持轴颈与轴承轴瓦之间有一定的Z小间隙hmin,而且油温不应过高。

轴承油膜的形成和油膜压力的大小受轴的转速、滑油黏度、轴承间隙以及轴承负荷和轴承结构等因素的影响。一般转速越高,油的黏度越大,被带进的油就越多,油膜压力越大,承受的载荷也就越大。但是,油的黏度过大,会使油分布不均匀,增加摩擦损失,不能保持良好的润滑效果。轴承间隙过大,对油膜形成不利,并增大油量的消耗;过小,又会使油量不足,不能满足轴承冷却的要求。负荷过大,油膜形成会很困难,当超过轴承的承载能力时,轴瓦就会烧坏。对支持轴承来说,轴承的长度L和直径d之比对轴承的承载能力影响也很大, L/d愈大,承载能力愈大。但L/d过大,滑油不容易从轴端流走,使轴承温度升高,而且由于制造安装误差,不可避免的轴偏斜使轴承端部产生的边缘压力过大,造成严重磨损和疲劳破坏,所以L/d过大是没有好处的。一般圆瓦轴承和可倾瓦轴承L/d分别为0.6~1.0和0.4~0.6。

透平压缩机采用Z早和普遍的是圆瓦轴承,后来逐渐采用椭圆瓦轴承、多油楔轴承和可倾瓦轴承。

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