第六章 流体动压润滑.
CA6140卧式车床的维修第六章设备润滑、保养和维修
2）挤干用手挤干残留油液。 3）浸泡将油绳、油毡置于盛有清洗液的容器内浸泡24 h。 4）挤干将浸泡后的油绳、油毡捞出后用手挤干，如此反复多次，直至挤
不出脏物为止。 5）浸泡将挤干的油绳、油毡放在与润滑时品牌相同的润滑油中浸泡。 6）安装将已充分吸收润滑油的油绳、油毡重新安装在装置上。
8）弹性流体动力润滑 弹性流体动力润滑是20世纪中期发展 起来的新型润滑形式。
二、设备润滑装置的清洗和保养
(一)润滑装置的清洗
(1)门油绳、油毡的清洗 油绳、油毡都是用纯羊毛做成的，在润滑装置中起着吸油、过滤和防 尘的作用。当使用到一定期限后，由于残留的脏物堵塞在羊毛纤维的 毛细管，使其润滑性能下降，必须进行清洗，恢复原有的功能。清洗 的步骤为：
面等，擦干净后用油壶浇油润滑。 2)溅油润滑车床齿轮箱内的零件一般是利用齿轮的转动，由轮齿把润滑
油蘸起并飞溅到各处进行润滑。
一、设备润滑作业
3)油绳润滑将毛线浸在油槽内，利用毛细现象把油引到所需润滑的部位， 如车床进给箱就是利用油绳润滑的。
4)压配式压注油杯（俗称弹子油杯）润滑尾座、中滑板、小刀架的进给 丝杠轴承处采用了压配式压注油杯，给这类润滑点加油，必须采用手 推式油枪，用油枪的油嘴将油杯的钢珠压下后，手推油枪筒身，润滑 油在一定的压力作用下射入油杯。
4)固体润滑剂利用石墨、二硫化钼、二硫化钨等润滑性能良 好的固体润滑剂隔离摩察接触面，形成固体润滑膜。
一、设备润滑作业
(3)润滑的分类
1)动压润滑 通过轴承副轴颈的旋转，将润滑油带入摩 擦表面，由于润滑油的黏性和
油在轴承副中的楔形间隙形成流体动力作用而产生油压，即 形成承载油膜，称为流体动压润滑。动压润滑多用在有一 定速度的主轴滑动轴承（多片轴瓦）上。
6章弹性流体动力润滑2
hminW HW hf 0URL V
W W 1 2 0UERL V 2
2
2 2 3
弹性参数： ge 粘性参数：gv
W GW 2 1 2 3 UR L 0 V 2
3 2
E 2W 2 1 . 5 1
2 2 R
1
3
§6-1弹性流体动力润滑 三、Hertz接触应力理论
(4)最大剪应力τxz及其所在深度z： 如图所示，由载荷产生的应力σx， σx，σz及τxz随距离表面深度z而变化， 最大剪应力τmax不是在接触表面，而 是在距离表面深度为z的地方。一般来 说，z=0.67b。当表面作相对运动时， 摩擦力使最大剪应力增大，并移向表 面。
§6-1弹性流体动力润滑
2、Madin线接触公式 将h代入Reynolds方程，并根据边界条件
x
xx
p0
dp 0 dx
得压力分布公式如下： 12U p 2 Rh p 0 h02
§6-1弹性流体动力润滑
2、Madin线接触公式
12U p 2 Rh 0 p 2 h0 p 式中 为x的已知函数，可以表示为：
p
sin 2 4 4 cos 2
1
3 sin 2 sin 4 8 2 4 32
其中：
x tan 2 Rh 0
为
dp 0 dx
时的
§6-1弹性流体动力润滑
由于x/R很小，略去高阶微量，得：
x2 h h0 2R
弹性流体动压(力)润滑
弹性流体动压（力）润滑（Elastohydrodynamic Lubrication ，EHL ）弹性流体动力润滑是研究在相互滚动或滚动伴有滑动的两个弹性物体之间的流体动力润滑问题。
大部分的机械运动副，载荷是通过较大的支承面来传递的。
如滑轨、滑动轴承等。
其单位面积受的压力比较小，通常为1～100×105Pa 。
另一些运动副是通过名义上的线接触或点接触来传递载荷的，如齿轮、滚动轴承等。
因接触面积很小，平均单位面积压力很大，接触处的压力可达109Pa 以上。
在这种苛刻条件下，用古典润滑理论计算的油膜厚度与实际情况不符。
与古典理论不一致的原因是：⑴高的压力使油的粘度增大；已不是雷诺方程中假定的“粘度在间隙中保持不变”。
⑵重载使弹性体发生显著的局部变形，也不是雷诺方程假定的“两个固体表面是刚性的”。
由于上述两个效应，剧烈地改变了油膜的几何形状，而油膜形状又反过来影响接触区的压力分布。
因此，解决弹流润滑问题必须同时满足流体润滑方程和固体弹性方程。
凡表面弹性变形量与最小油膜厚度处在同一量级的润滑问题，都属于弹流问题。
3.1刚性滚动体的动压润滑①简化问题在分析齿轮、短圆柱滚子轴承等问题时，常用如图9所示两个圆柱的接触。
从图9（a ）中可得：0h h BC FE =++式中：h 位于x 处的油膜厚度； h 0 最小油膜厚度。
o 1当1ϕ很小时，1ϕ≈1x R ，略去1ϕ2以上的高次项，得：2211122x BC R R ϕ==同理，得则：2012112x h h R R ⎛⎫=++ ⎪⎝⎭如将圆柱对圆柱简化为圆柱对平面，如图9（b ）所示。
设：当量圆柱体的半径11211R R R -⎛⎫=+ ⎪⎝⎭ 。
（即：12111R R R =+）则：202x h h R=+②求解油膜压力与最小油膜厚度的关系假定（在载荷较小的时候可这样假定）： ⑴滚动体是刚性的，不考虑接触变形；⑵润滑油（流体）是等粘度的，粘度不随压力而变化； ⑶滚动体相对于油膜厚度为无限长，即不考虑润滑油有垂直于画面的法向流动。
第六章 常用机械零件的润滑.
2018/8/5
9
4.
润滑油、脂的使用
a)润滑油 滚动轴承工作时，油量不要过多，能保持一层薄膜即可。（加油过多，温度易升高，易氧化变质）
用油消耗量g/h Q=0.075dB d—轴承内径cm；L—轴承宽度cm 定期加油：对于较小的滚动轴承根据其工作的连续程度，1～2天加油1次，较大的轴承3～5天加 油1次，对轻负荷，不连续运转的滚动轴承加油周期可适当延长。 b)润滑脂 滚动轴承体内填充脂量必须适中，以填满轴承内部空间的1/2～3/4为宜。 水平轴上轴承（径向轴承）填充2/3～3/4为宜，垂直轴上轴承填充1/2（上侧）和3/4（下侧）为 宜。 若充满过多的脂，高速下由于剧烈搅拌，温度升高，造成泄露，润滑效率变差。 在容易污染的环境下，对于中速或低速的轴承，要把轴承和轴承盖里面空间都填满，高速轴承不应 填满。 润滑脂尽量不要混合使用，混合后会使滴点下降，失去原有的耐热性。 更换润滑脂时，应尽量把旧脂清除干净再换上新脂。（不要用过的脂与新脂混合使用）
4.润滑脂的选择
脂。
a)载荷大，转速低时，选择锥入度小的脂。
转速高、轻载、小轴颈时应选用锥入度大的
b)选择润滑脂的滴点一般高于工作温度20～30℃。高温 连续时，工作温度不要超过允许 的使用范围，锂基脂使用工作温度在110～120℃，钙基脂使用温度<60℃。 c)钙基、铝基或锂基脂、钙—钠基脂的抗水性好，使用在水淋或潮湿环境里工作。 d)集中润滑系统给脂时，应选用锥入度较大的润滑脂。
ρ —轴承的平均压力MPa υ —轴颈的圆周速度，m/s 一般情况下:K≤6，脂润滑，一般油脂杯润滑。 K＞6～50,油润滑,采用针阀油杯润滑（教材P52机械设计第六版） K＞50～100，油润滑,采用油杯或飞溅润滑,需用水或油循环冷却 K＞100时，油润滑，采用压力循环润滑。
流体动压润滑理论
流体动压润滑理论（简介）在摩擦副两表面间被具有一定粘度的流体完全分开。
将固体间的外摩擦转化为流体的内摩擦。
以防止这些固体表面的直接接触，并使滑动过程中表面间的摩擦阻力尽可能减小，表面的损伤尽量减低，这就是流体润滑。
它的发展与人们对滑轮和摩擦的研究密切相关发展简史1.流体动压现象)当动环回转时，由于静环表面有很多微孔，动环的转动使其表面与静环表面上的微孔形成收敛缝隙流体膜层，使每一个孔都像一个微动力滑动轴承。
也就是说，当另一个表面在多孔端面上滑动时，会在孔的上方及其周边产生流体动压力，这就是流体动压效应。
（实例）流体动压润滑——流体动压润滑是依靠运动副两个滑动表面的形状，在其相对运动时，形成产生动压效应的流体膜，从而将运动表面分隔开的润滑状态。
特点）a.流体的粘度，一般遵循粘性切应力与切应变率成比例规律b.楔形润滑膜，依靠运动副的两个滑动表面的几何形状，在相对运动时产生收敛型流体楔，形成足够的承载压力，以承受外载荷。
形成动压润滑的条件：a.润滑剂有足够的粘度b.足够的切向运动速度（或者轴颈在轴承中有足够的转速）c.流体楔的几何形状为楔形（轴在轴承中有适当的间隙）2.流体动压润滑理论)在摩擦副两表面间被具有一定粘度的流体完全分开。
将固体间的外摩擦转化为流体的内摩擦。
以防止这些固体表面的直接接触，并使滑动过程中表面间的摩擦阻力尽可能减小，表面的损伤尽量减低。
滑动轴承运动副间要现成流体薄膜，必须使运动副锲形间隙中充满能够吸附于运动副表面的粘性流体，并且运动副表面相对运动可以带动润滑流体由大端向间隙小断运动，从而建立起布以承受载荷。
它的发展与人们对滑轮和摩擦的研究密切相关。
流体润滑具有极低的摩擦阻力，摩擦系数在0.001～0.008或更低（气体润滑），并能有效地降低磨损。
《流体动力润滑》课件
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润滑系统的设计
润滑油选择：根据设备类型、工作环境等因素选择合适的润滑油 润滑油量控制：根据设备需求，控制润滑油量，避免过多或过少 润滑油温度控制：保持润滑油在适宜的温度范围内，避免过高或过低 润滑油过滤：定期更换或清洗润滑油过滤器，保持润滑油清洁 润滑油监测：定期检查润滑油质量，及时更换或补充润滑油 润滑油维护：定期进行润滑油维护，确保润滑系统正常运行
流体动力润 滑可以促进 可持续发展， 实现绿色制 造目标
流体动力润滑技术的经济价值与社会效益
提高生产效率：减少设备磨损，提高生产效率
降低成本：减少润滑油消耗，降低生产成本
环保：减少废油排放，降低环境污染
提高产品质量：提高产品精度，提高产品质量
提高企业竞争力：提高生产效率，降低成本，提高产品质 量，提高企业竞争力
倾点：润 滑剂在低 温下的流 动性能， 影响低温 启动性能
抗氧化性： 润滑剂的 抗老化性 能，影响 使用寿命
抗磨性： 润滑剂的 抗磨损性 能，影响 机械设备 的使用寿 命
抗泡性： 润滑剂的 抗泡沫性 能，影响 润滑效果 和设备运 行稳定性
05
流体动力润滑的实践应用
流体动力润滑在机械工业中的应用
流体动力润滑在机械工业中的 重要性
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流体动力润滑PPT课件
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目录
01 02 03 04 05 06
添加目录项标题 流体动力润滑的基本概念
流体动力润滑的要素 流体动力润滑的理论基础 流体动力润滑的实践应用 流体动力润滑的发展趋势与挑战
01
添加目录项标题
02
流体动力润滑的基本概念
形成流体动压润滑的必要条件和向心滑动轴承形成动压润滑的过程。
形成流体动压润滑的必要条件和向心滑动轴承形成动压
润滑的过程。
形成流体动压润滑的必要条件：
1. 必须有一定的相对运动速度。
在流体动压润滑中，油膜的支撑力来源于两表面间的速度差所引起的动压力。
因此，润滑剂必须具有必要的流动性以形成一定的相对运动速度。
2. 必须具备一定的流体润滑剂。
润滑剂应具备一定的粘度，且能形成流体动力润滑油膜。
3. 两表面必须具备一定的平行度和平直度。
当两表面平行时，润滑剂可沿轴向顺利流动，并具有良好的润滑效果；而当两表面不平直时，润滑剂则难以在表面间保持一定的油膜厚度，从而影响润滑效果。
4. 必须具备一定的温度和压力。
适当的温度和压力有助于提高润滑剂的流动性，并促进润滑剂在摩擦表面上的均匀分布。
向心滑动轴承形成动压润滑的过程：
1. 当轴承在一定转速下工作时，轴颈与轴承之间的润滑油由于受到剪切作用而产生一定的粘性阻力。
2. 随着转速的增加，轴颈与轴承之间的相对运动速度也增加，导致润滑油被轴颈携带的旋转作用加强。
3. 随着转速和携带旋转作用的增加，润滑油被挤向轴承的两端边缘，从而产生压力升高。
4. 当轴承两端边缘的压力升高到一定程度时，会形成足够强度的油膜支撑力，将轴颈与轴承顶起，从而实现流体动压润滑。
5. 在流体动压润滑状态下，轴承与轴颈之间的摩擦阻力大幅度下降，减小了磨损，提高了轴承的使用寿命和工作稳定性。
以上内容仅供参考，建议查阅关于向心滑动轴承的书籍文献获取更全面和准确的信息。
第六章流体动压润滑
1
概述
2
Reynolds 方程
3
径向轴承
第六章 流体动压润滑
1
概述
减少两个摩擦副的摩擦和磨损最有效的方法，是在摩 擦副表面之间引入润滑剂形成润滑膜。
该润滑膜把两个接触表面全部或局部隔开，由润滑膜 承受部分或全部载荷。由于摩擦产生在润滑膜或部分接触 微凸体之间，润滑膜的剪切强度较低，因而摩擦、磨损较 小，并使摩擦副运转平稳，从而提高设备的效率和寿命。
概述
两个表面是否完全被油膜隔开或有部分微凸体接触，与油膜
厚度h及两个表面的综合粗糙度 R 有关。一般用膜厚比 λ来判断润
滑状态，其表达式为：
?
?
h R
根据几何形状、材料、运转条件及油膜厚
度可区分出三种主要的润滑状态：
1．流体动压润滑 这种润滑包括流体动压润滑及弹性流体
动压润滑，相当于曲线右侧一段。在这种 润滑状态下，膜厚比约为3～5，摩擦表面 完全被润滑膜隔开，一般不会发生磨损， 但有可能产生表面疲劳磨损或气蚀磨损。
pdydz
( p ? ?p dx)dydz ?x
dz
X
u
?dxdy dy
dx 微元体受力
从润滑膜中取出一微元体，它在 X方向的受力如图所示，只受流体压
力p和粘性力? 的作用(假设(1)、(7))。设u、v、w分别为流体沿坐标X、Y、
Z方向的流速，流速 u为主要速度分量，其次是 v，而z为沿膜厚方向的尺寸
流体润滑的摩擦性质完全取决于流体的粘性，而与两个摩擦 表面的材料无关。
概述
德国学者斯特里贝 克（ Stribeck）提出摩 擦系数随参数(η，v，1 ／N)而变化的曲线。 Stribeck曲线代表以润 滑剂粘度η、速度v和 法向载荷N为函数的有 润滑运动表面的通用 特性曲线。
第六章润滑与润滑剂-精品文档
粘度指数的物理意义还可改写成
L U T 100 VI LH TTຫໍສະໝຸດ ——衡量粘温特性温度变化范围。
粘度指数VI是表示被测油粘度随温度
的变化程度
LH T
• • 与标准油粘度随温度变化程度 L TU
的比值。
第二节 流体动压润滑雷诺方程
一、流体动压润滑的承载机理 图a 图b 图c 图d 增压过程 溢出附加流动 附加流动为零 C-C 截面压力最大 压力分布曲线
即：
qxdy+qydx+wodxdy=
qx (qx+ x
• • •
dx)dy+(qy+
qx x
q y y
dy)dx+whdxdy
将上式展开并消去同类项可得：
d z
h
；
是比例常数，被定义为流体的动力粘 度。具有这种特性的流体称为牛顿流体。
2、动力粘度的单位 (1)国际制单位
图示,长、宽、高各为1m的流体，如果使立方体顶面流体层相对 底面流体层产生1m/s的运动速度，所需要的外力F为1N时，则流 体的粘度η 为1N•s/m²，叫做“帕秒”，常用Pa•s表示。
国际单位是 m²/s 。
物理单位是cm²/s,叫做“斯”,常用St表示， St/100叫厘斯,用cSt表示
换算关系：1m2/s=104St=106cSt ； 1St=1cm2/s=10-4m2/s=100cSt
4、相对粘度
0
E
t
恩氏粘度是相对粘度的一种,它是用200ml的粘性流体,在给定的 温度t下流经一定直径和长度的毛细管所需的时间,与同体积的蒸 馏水在20℃时流经同样的毛细管所需时间的比值来衡量流体的粘 性。恩氏粘度用 0 E t 表示
第六章 润滑
运动粘度ν ② 运动粘度 将同一温度下流体的动力粘度和该液体的密度 之比定义为运动粘度 定义为运动粘度ν。 之比定义为运动粘度 。
η ν= ρ
或 η = νρ
式中ρ为流体密度，单位g/cm 为运动粘度， 式中 为流体密度，单位g/cm3；ν为运动粘度，单 为流体密度 为运动粘度 /s，工程上常用厘斯(cSt)作为单位， (cSt)作为单位 位m2/s，工程上常用厘斯(cSt)作为单位， 1cSt=10m m2/s 通常润滑油的密度ρ= 0.7通常润滑油的密度 = 0.7-1.2g/cm3，而矿物油密 度的典型值为0.85 度的典型值为0.85 g/cm3 , 因此运动粘度与动力 粘度的近似换算式可采用： 粘度的近似换算式可采用： η= 0.85 = 0.85ν
第Ⅰ区：流体润滑状态， 流体润滑状态， 包括流体动压润滑 流体动压润滑、 包括流体动压润滑、流体 静压润滑和 静压润滑和弹性流体动压 润滑。平均润滑膜厚h与摩 润滑。平均润滑膜厚 与摩 擦副表面的复合粗糙度 的 比值λ大于 大于3 比值 大于3。 流体动压和静压润滑状态 典型膜厚约在1 下，典型膜厚约在1100μ 100μm，对于弹性流体动 压润滑， 压润滑，典型膜厚约为 0.1-1μm。 0.1此时摩擦副的表面被连续流体膜隔开 连续流体膜隔开， 此时摩擦副的表面被连续流体膜隔开，因此用流体力学来 处理这类润滑问题， 处理这类润滑问题，摩擦阻力完全决定于流体的内摩擦 粘度) 在这个区域中，工作的摩擦副表面没有直接接触， (粘度)。在这个区域中，工作的摩擦副表面没有直接接触， 没有机械磨损(磨粒、粘着磨损)产生，但可以产生表面疲 没有机械磨损(磨粒、粘着磨损)产生， 劳磨损、气蚀磨损和流体浸蚀。 劳磨损、气蚀磨损和流体浸蚀。
2、影响润滑油粘度的主要因素
流体动压润滑的条件
流体动压润滑的条件咱们来聊聊流体动压润滑的条件，这可是个挺有趣的事儿呢。
你看啊，流体动压润滑就像是一场巧妙的合作，油液在其中扮演着超级重要的角色。
就好比一个团队里的得力助手，缺了它可不行。
这油液得有一定的黏度，要是太稀了，就像水一样，根本没法形成有效的油膜。
这就好比盖房子用沙子当水泥，能行吗？肯定不行啊。
那要是太黏了呢，就像浆糊一样，流动起来困难重重，也没法在需要润滑的部件之间顺利地施展它的润滑魔法。
这油液的黏度得恰到好处，就像做馒头的面粉，水多了太稀，水少了太干，只有比例合适，才能做出好吃的馒头，这油液也是，黏度合适了才能起到好的润滑效果。
再说这两个相对运动的表面，得有合适的形状和相对速度。
形状很关键啊，你想啊，如果是两个完全平整的面，那油液可能就没办法被很好地“困住”，也就难以形成稳定的动压油膜。
这就有点像我们想把水留在一个平底盘子里，稍微一动就全洒了。
而相对速度呢，就像两个人配合跳舞，得有一定的节奏和速度。
速度太慢，油液没有足够的力量被挤到该去的地方，就像两个人慢悠悠地跳舞，根本没法产生那种热烈的氛围。
速度太快了也不行，就像两个人疯了似的乱转，容易出乱子，油液可能就会被甩掉或者不能均匀分布了。
还有啊，这两个相对运动的表面之间的间隙也得合适。
间隙要是太大了，油液就像一群没了纪律的小兵，到处乱跑，形成不了有效的压力来支撑和润滑。
这就好比一群羊在特别大的草原上，都散开了，牧羊人想管都管不过来。
间隙要是太小了呢，油液挤都挤不进去，就像要把大象塞进一个小盒子里，根本不可能嘛。
另外啊，这个润滑系统得有足够的油液供应。
这就好比打仗要有足够的粮草一样。
要是油液供应不足，那前面说的那些条件再好也白搭。
就像一个人跑步，水没喝够，跑着跑着就没力气了。
没有足够的油液不断地补充进来，那油膜就会越来越薄，最后失去润滑的效果。
从另一个角度看，整个系统的工作温度也很重要。
温度太高了，油液的性质就会发生变化，黏度可能就会降低，就像一块冰在高温下化成了水，原本的状态就没了。
流体润滑
（一）流体润滑在摩擦副对偶表面之间，有一层一定厚度（一般在1. 5~2μm以上）的粘性流体润滑膜，由这层润滑膜的压力平衡外载荷，使两对偶表面不直接接触，在两对偶表面作相对运动时，只在流体分子间产生摩擦，这就是流体润滑。
在流体润滑中，根据润滑膜压力产生的方法，润滑方式可分为以下几种。
1.流体动压润滑流体动压润滑，系由摩擦副对偶表面的几何形状和相对运动，并借助粘性流体的内摩擦力作用而产生润滑膜压力，从而平衡外载。
雷诺在1886年应用流体力学中纳维一斯托克斯方程推导出计算流体润滑膜压力分布的方程，以后称为雷诺方程，该方程成功地揭示了润滑膜压力的形成机理，从而为流体动压润滑奠定了理论基础。
流体动压润滑膜压力，通常由以下四个效应决定。
(1)动压效应图1a可说明流体动压润滑膜的形状特征及所产生的动压效应。
当下表面相对上表面以速度u运动时，沿运动方向的间隙逐渐减小，剪切流动引起的润滑剂从大口流向小口的流量也逐渐减小，不符合流量连续条件，只有产生如图所示的润滑膜压力分布，由压差流动减小大口流入流量和增大小口流出流量，才能保证流过各断面的流量相等，从而满足流量连续条件。
(2)伸缩效应图1b可以说明伸缩效应。
当对偶表面由于弹性变形或其它原因使其速度沿运动方向逐渐减小时，剪切流动引起的流量沿运动方向也逐渐减小，因流量连续必然会产生如图所示的润滑膜压力分布（在通常的润滑间题中，伸缩效应并不显著）。
(3)变密度效应图1c可以说明变密度效应。
当润滑剂密度沿运动方向逐渐降低时，即使各断面的体积流量相同，其质量流量沿运动方向仍是逐渐减小的，因质量守恒，则必然产生如图所示的润滑膜压力分布。
密度的变化可以是润滑剂通过间隙时由于温度逐渐升高而造成的，也可以是外加热源使表面温度变化而产生的。
虽然变密度效应产生的润滑膜压力并不高，但是这种作用可以使相互平行的对偶表面具有一定的承载能力。
(4)挤压效应图1d表示两个平行表面在法向力作用下相互接近，使润滑膜厚度逐渐减小而产生压差流动，此称挤压效应。
流体动压润滑原理
流体动压润滑原理引言流体动压润滑原理是一种应用于机械工程中的润滑技术，通过利用流体的动态特性来减小机械摩擦，降低磨损和能量损失。
本文将详细介绍流体动压润滑的原理以及其在实际应用中的重要性和优势。
一、流体动压润滑的基本原理流体动压润滑是基于流体动力学原理的一种润滑方式。
当两个摩擦面相对运动时，介质流体被注入到摩擦面之间，形成一层润滑膜。
当摩擦面运动时，润滑膜中的流体会受到压力的作用，产生动压力。
这种动压力可以有效地减小摩擦力，降低磨损和能量损失。
二、流体动压润滑的工作原理1. 流体动压润滑的工作原理可以用流体动力学的基本原理来解释。
当两个摩擦面之间存在一层流体润滑膜时，摩擦面的相对运动会使流体膜中的流体发生剪切。
根据流体剪切力的原理，流体膜中的流体会产生阻力，使摩擦面之间的相对运动受到阻尼作用，从而减小了摩擦力和磨损。
2. 流体动压润滑的工作原理还可以通过流体静压力的原理来解释。
当摩擦面之间的流体膜被注入后，流体在摩擦面上形成了一个封闭的液体膜，并受到定向压力的作用。
这种定向压力是由于流体在摩擦面上的静压力产生的。
当摩擦面相对运动时，静压力会产生动态压力，从而减小了摩擦力和磨损。
三、流体动压润滑的应用流体动压润滑广泛应用于机械工程中，特别是在高速、高负荷和高精度要求的设备中。
以下是一些流体动压润滑的典型应用：1. 轴承润滑流体动压润滑在轴承中起着至关重要的作用。
通过在轴承内部注入润滑油或润滑脂，形成一层流体膜，可以有效减小轴承的摩擦和磨损，延长轴承的使用寿命。
2. 涡轮机械在涡轮机械中，流体动压润滑可以有效地降低叶轮和导向叶片之间的摩擦，提高机械的效率和可靠性。
3. 液力传动装置流体动压润滑在液力传动装置中起着重要的作用。
通过在液力传动装置内部注入润滑油，形成一层流体膜，可以有效减小传动装置的摩擦和磨损，提高传动效率和可靠性。
4. 液压系统在液压系统中，流体动压润滑可以减小液压泵和液压缸之间的摩擦和磨损，提高系统的工作效率和可靠性。
第6章弹性流体润滑理论
2 线接触的刚性方程
2.1几何关系
线接触摩擦副包括摩擦轮、齿轮。 两个圆柱体接触可等效地简化为平 面与圆柱体接触，其等效半径为： h0
1 1 1
R
R1
R2
其 间 隙 h为 :
h h0 (R
h
h0
x2 2R
R 2 x2 )
R1 h
R2
2.2 则性线接触润滑理论——Martin方程
设 滚 动 体 为 刚 体 ,润 滑 油 粘 度 为 常 数 ,滚 动 体 无 限 宽
1
1
q *
d x*
dx*
H 3
(H 0 )3
q*
0.0986 H
11/8 0
2
W
E
L
L
q 1 2U 0 b
0 .0 9 8 6 (
W h0E LL
)11/8
1/2
若
材
料
均
为
钢
,b
4W R ELL
ho R
1 .1 9 (U 0 R
)
8
/1 1
ELLR W
1 /1 1
• 材料参数G和速度参数V对油膜厚度影响很大， 但实际上G变化范围很小，故速度参数成为影 响油膜厚度的主要因素。
• 压力分布在近出口处有一压力高峰，此处最小 油膜厚度hm约为平均油膜厚度的0.75左右。
例题: 已知 R=20mm,U=5m/s,W=2.5MN/m, η0=0.075Pa.s E’=2.3×1011Pa α=2.2 ×10-8 m2/N
一 维 Reynolds方 程 :dp dx
6U
hh h3
边界条件x
,
p
0; x
第6章 流体润滑理论
∂ ( ρu ) ∂ ( ρv) ∂ ( ρw) ∂ρ + + + =0 ∂x ∂y ∂z ∂t
流体两个状态方程：
ρ = ρ ( p, T )
η = η ( p, T )
THE END
第6章 流体润滑理论
6-1 概述
流体润滑：两摩擦面被一薄层粘性流体完全分开，由所建立的流体膜 压力平衡外载荷（取决于流体的粘性） 主要优点：摩擦系数小，（完全液体时约为0.001～0.008，气体润滑 时更小），功率损失小，温升低，延长摩擦面使用寿命 分类：流体动压润滑，流体静压润滑 流体动压润滑，又分为： ①靠表面间的收敛楔形间隙形成动力油膜 ②考虑压粘效应及表面弹性变形形成流体动力油膜 ③ 靠两表面间径向挤压运动建立油膜 如两金属表面间能建立一层完整的流体润滑膜，表面几乎不发生磨 损。
dh =0 dt
∂ h 3 ∂p ∂h ∂ h 3 ∂p ( )+ ( ) = 6(U 1 − U 2 ) ∂x η ∂x ∂z η ∂z ∂x
(5)
η不变，并设
U 2 = 0,U 1 = U ，得常见二维形式Reynolds方程 ∂ ∂p ∂h ∂ 3 ∂p (h ) + (h 3 ) = 6Uη ∂x ∂x ∂z ∂z ∂x
ω=
1 dp y ( y − h) 2η dz
流量：（对无限宽平板）
Uh h 3 dp q x = ∫ udy = − ( ) 0 2 12η dx
h
dp 在油膜中某一点 x 处，设其间隙为 h* ，该处， = 0 dx
*
uh * ⇒ q* = x 2
h − h* dp = 6Uη 由连续性方程： q x = q ⇒ dx h3
∂ h 3 ∂p ∂ h 3 ∂p ∂h ( )+ ( ) = 6(U 1 − U 2 ) + 12(V2 − V1 ) ∂x η ∂x ∂z η ∂z ∂x
第6章弹性流体润滑理论
一、弹性流体动压润滑
1 概论：在重载接触（高负荷）情况下，如齿轮、滚 动轴承等点、线接触的平均压力很高，在高压下润 滑剂的粘度增加，且接触体发生弹性变形，流体动 压理论已不适用。1949年，Grubin从理论上将压粘 方程、弹性方程和Reynolds综合求解。这种考虑了 弹性变形及压粘变化对流体动压润滑的影响，被称 为弹性流动方程，简称弹流(EHL)（ElastoHydrodynamic Lubrication)
1
1
q *
d x*
dx*
H 3
(H 0 )3
q*
0.0986 H
11/8 0
2
W
E
L
L
q 1 2U 0 b
0 .0 9 8 6 (
W h0E LL
)11/8
1/2
若
材
料
均
为
钢
,b
4W R ELL
ho R
1 .1 9 (U 0 R
)
8
/1 1
ELLR W
1 /1 1
WR 2 L
1.52WR 2 EL
（钢ν=0.31）
（3）载荷与接触半宽和最大压力的关系
W
L 2 bpmax
1
pmax
W L
2
1 b
EW
1 2 2RL
2
5 接触区外的变形及膜厚公式
在弹性接触区以外,
h1
=(
1-12
E1
1-22
E2
)bPmax
x b
若两材料相同,则
x2 b2
1
ln
x* x / b; H hE LL /W ; H 0 h0E LL /W ; H H 0
【免费下载】流体动压润滑理论
流体动压润滑理论（简介）在摩擦副两表面间被具有一定粘度的流体完全分开。
将固体间的外摩擦转化为流体的内摩擦。
以防止这些固体表面的直接接触，并使滑动过程中表面间的摩擦阻力尽可能减小，表面的损伤尽量减低，这就是流体润滑。
它的发展与人们对滑轮和摩擦的研究密切相关发展简史时间人物经典理论及现象1883年塔瓦（Tower）流体动压现象1886年雷诺（Reynold）流体动压润滑理论及雷诺方程1.流体动压现象)当动环回转时，由于静环表面有很多微孔，动环的转动使其表面与静环表面上的微孔形成收敛缝隙流体膜层，使每一个孔都像一个微动力滑动轴承。
也就是说，当另一个表面在多孔端面上滑动时，会在孔的上方及其周边产生流体动压力，这就是流体动压效应。
（实例）流体动压润滑——流体动压润滑是依靠运动副两个滑动表面的形状，在其相对运动时，形成产生动压效应的流体膜，从而将运动表面分隔开的润滑状态。
特点） a.流体的粘度，一般遵循粘性切应力与切应变率成比例规律 b.楔形润滑膜，依靠运动副的两个滑动表面的几何形状，在相对运动时产生收敛型流体楔，形成足够的承载压力，以承受外载荷。
形成动压润滑的条件：a.润滑剂有足够的粘度 b.足够的切向运动速度（或者轴颈在轴承中有足够的转速） c.流体楔的几何形状为楔形（轴在轴承中有适当的间隙）2.流体动压润滑理论)在摩擦副两表面间被具有一定粘度的流体完全分开。
将固体间的外摩擦转化为流体的内摩擦。
以防止这些固体表面的直接接触，并使滑动过程中表面间的摩擦阻力尽可能减小，表面的损伤尽量减低。
滑动轴承运动副间要现成流体薄膜，必须使运动副锲形间隙中充满能够吸附于运动副表面的粘性流体，并且运动副表面相对运动可以带动润滑流体由大端向间隙小断运动，从而建立起布以承受载荷。
它的发展与人们对滑轮和摩擦的研究密切相关。
流体润滑具有极低的摩擦阻力，摩擦系数在0.001～0.008或更低（气体润滑），并能有效地降低磨损。
流体润滑的分类：根据液体压力形成的方式可分为流体静压润滑和流体动压润滑。
流体动力润滑.
参照弹性固体方法得牛顿流体的应力与应变关系：
xx yy
u 2 u u u p 2 x 3 x y z v 2 u u u p 2 y 3 x y z w 2 u u u z 3 x y z
u u udxdydz u dx dydz dx u dxdydz x x x x
同理，在其余两方向 为：
v y v y dxdydz w w dxdydz z z
§5-1
概
述
在收敛间隙内形成的油膜压力将两个表面分 隔开，这时摩擦阻力主要来自流体的“内摩擦”， 也就是流体在外力作用下的流动过程中，流体分 子之间的内摩擦，即流体膜剪应力(剪切阻力)或 称“粘度”。
§5-1
概
述
对于牛顿流体，剪 应力与剪切率成正比， 其比例常数即粘度η，无 上述特性的流体为非牛 顿流体。
二、微元体受力平衡条件
微元体受力包括表面力、体积力和惯性力。 表面力如图所示
二、微元体受力平衡条件
体积力：作用在整个质量（质心）上，如：重力、磁场 力等。以X、Y、Z表示沿坐标轴的体积力，则微元体上体积 力的分量为：
Xdxdydz Ydxdydz
惯性力的分量为：
Z dxdydz
du dxdydz dt
一、连续方程
一、连续方程
该微区D点坐标为（x,y,z），边长为dx,dy,dz,在 某一瞬时，沿三个方向的分速度分别为u,v,w。沿x方 向流入和流出的流量为：
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Reynolds方程
方程的推导
▲ 忽略体积力如重力或磁力等的作用； 润滑剂是牛顿流体，这对于一般工况下使用的矿物油而言是合理的； ▲ ▲ 流体在界面上无滑动，既贴于表面的液体流速与表面速度相同； 流体为层流，油膜中不存在涡流和湍流，对于高速大型轴承， 可能处于湍流润滑； ▲ 在沿润滑膜厚度方向不计压力的变化，由于膜厚仅百分之几毫米或更小，
p dx ) dydz x
u
dz
dx
dxdy dy
微元体受力
从润滑膜中取出一微元体，它在X方向的受力如图所示，只受流体压 力p和粘性力 的作用(假设(1)、(7))。设u、v、w分别为流体沿坐标X、Y、 Z方向的流速，流速u为主要速度分量，其次是v，而z为沿膜厚方向的尺寸 v ，其数值比x 或y 都小得多。因此，与速度梯度 u 和 相比较，其它速度 z z 梯度数值甚小，均可忽略不计。这样，在X方向的受力中， dx dz 表面无 粘性剪力作用。
其主要步骤是：
(1) 由微元体受力平衡条件，求出流体沿膜厚方向的流速分布；
(2) 将流速沿润滑膜厚度方向积分，求得流量；
(3) 应用流量连续条件，最后推导出Reynolds方程的普遍形式。
Reynolds方程---方程推导
1. 微元体的平衡
Z Y
w
(
dz ) dxdy z
v
X
(p
pdydz
F
e
潘存云教授研制
e ----偏心距
∑ Fy =F ∑ Fx = 0
∑ Fy =F ∑ Fx ≠ 0
第六章
1 2
流体动压润滑
概述 Reynolds方程
Reynolds方程 方程的推导
推导Reynolds方程时作如下假设：
▲ 忽略体积力如重力或磁力等的作用； ▲ 流体在界面上无滑动，即贴于表面的液体流速与表面速度相同； ▲ 在沿润滑膜厚度方向上不计压力的变化。由于膜厚仅百分之几毫米或更小， 压力不可能发生明显的变化； ▲ 与油膜厚度相比较，轴承表面的曲率半径很大，因而忽略油膜曲率的 影响，并用平移代替转动速度； ▲ 润滑剂是牛顿流体。这对于一般工况下使用的矿物油而言是合理的； ▲ 流体为层流，油膜中不存在涡流和湍流。对于高速大型轴承，可能处于 湍流润滑； ▲ 与粘性力比较，可忽略惯性力的影响，包括流体加速的力和油膜弯曲的 离心力。然而对于高速大型轴承需要考虑惯性力的影响； ▲ 沿润滑膜厚度方向粘度数值不变。这个假设没有实际根据，只是为了 数学运算方便所作的简化。
以上假设中的前四个对于一般流体润滑问 题，基本上是正确的。 后四个假设是为简化而引入的，只能有条 件地使用，在某些工况下必须加以修正。
Reynolds方程 方程的推导
运用上述假设，由 Navier-Stokes 方程和连续方程可以直 接推导出 Reynolds 方程。但是，为了了解流体润滑中的物理 现象，以及考虑到零件润滑的具体情况，可以采用流体力学 中微元体分析方法推导Reynolds方程。
概 述
润滑的原理是给滑动的负荷提供一个减摩的油膜
概 述
按 润 形滑 态剂 分的 物 质 液体润滑 脂润滑 固体润滑 气体润滑 流体润滑 流体动力润滑 流体静力润滑 弹性流体动力润滑
按 滑摩 形擦 态面 分间 的 润
边界润滑
固体润滑
概 述
流体润滑定义：
在适当条件下，摩擦副的摩擦表面由一层具有一定厚度的
第六章
1 2 3
流体动压润滑
概述 Reynolds方程 径向轴承
第六章
1
流体动压润滑
概 述
减少两个摩擦副的摩擦和磨损最有效的方法，是在摩 擦副表面之间引入润滑剂形成润滑膜。 该润滑膜把两个接触表面全部或局部隔开，由润滑膜 承受部分或全部载荷。由于摩擦产生在润滑膜或部分接触 微凸体之间，润滑膜的剪切强度较低，因而摩擦、磨损较 小，并使摩擦副运转平稳，从而提高设备的效率和寿命。
h→0
h=R
h≥R
h—间隙，F—压力； R—表面粗糙度
概 述
两个表面是否完全被油膜隔开或有部分微凸体接触，与油膜 厚度h及两个表面的综合粗糙度R 有关。一般用膜厚比λ来判断润 滑状态，其表达式为：
hR
根据几何形状、材料、运转条件及油膜厚 度可区分出三种主要的润滑状态： 1．流体动压润滑 这种润滑包括流体动压润滑及弹性流体 动压润滑，相当于曲线右侧一段。在这种 润滑状态下，膜厚比约为3～5，摩擦表面 完全被润滑膜隔开，一般不会发生磨损， 但有可能产生表面疲劳磨损或气蚀磨损。
概 述
依靠摩擦副两个表面的形状，在相对运动时产生收敛油楔。收敛油 楔与速度和粘度相结合就产生压力油膜，将两表面分隔开，这种润滑状态 称为流体动压润滑。 形成机理: 如图，两平行板之间不能形成动压膜，压力膜因运动而产生。
v
F F F F F
v c
h2
v
b h0 b
F
v
a h1
c
a
压力膜的形成
概 述
粘性流体完全分开，由流体的压力来平衡外载荷，流体层中的 分子大部分不受金属表面离子、电子场的作用而可以自由地移
动。这种状态称为流体润滑。
流体润滑的摩擦性质完全取决于流体的粘性，而与两个摩 擦表面的材料无关。
概 述
德国学者斯特里贝 克（ Stribeck）提出摩 擦系数随参数(η，v，1 ／N)而变化的曲线。 Stribeck曲线代表以润 滑剂粘度η、速度v和 法向载荷N为函数的有 润滑运动表面的通用 特性曲线。
压力不可能发生明显的变化； ▲ 与粘性力比较，可忽略惯性力的影响，包括流体加速的力和油膜弯曲的 离心力，然而对于高速大型轴承需要考虑惯性力的影响； ▲ 与油膜厚度相比较，轴承表面的曲率半径很大，因而忽略油膜曲率的 影响，并用平移代替转动速度； ▲ 沿润滑膜厚度方向粘度数值不变，这个假设没有实际根据，只是为了 数学运算方便所作的简化；
形成动压油膜的必要条件： 1. 两工件之间的间隙必须有楔形间隙； 2. 两工件表面之间必须连续充满润滑油或其它液体； 3. 两工件表面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，从小截面出来。
应用实例--向心滑动轴承动压油膜的形成过程：
静止 → 爬升 → 将轴起抬 转速继续升高 →质
2．混合润滑 它包括部分弹性流体动压润滑，相 当于曲线中间一段。在这种状态下膜厚 比λ约等于3，这时一部分摩擦表面为润 滑油膜分隔开，同时也发生分别由油膜 及微凸体共同承担，并产生磨损。 3．边界润滑 曲线左侧一段，膜厚比小于1 ，流 体动压润滑作用很小，载荷几乎全部由 微凸体以及边界润滑油膜承受，摩擦及 磨损增加。