流体润滑原理小结
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。
润滑的原理
1．动压润滑
通过轴承副轴颈的旋转将润滑油带入磨擦表面，由于润滑油的黏性和油在轴承副中的楔形间隙形成的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。流体动压润滑理论的假设条件是润滑剂等黏性，即润滑油的黏度在一定的温度下，不随压力的变化而改变；其次是假定了生相对磨擦运动的表面是刚性的，即在受载及油膜压力作用下，不考虑其弹性变形。在上述假定条件下，对一般非重载（接触压力在15MPa）的滑动轴承，这种假设条件接近实际情况。但是，在滚动轴承和齿轮表面接触压力增大至400~1500MPa时，上述假定条件就与实际情况不同。这时磨擦表面的变形可达油膜厚度的数倍，而且润滑的金属磨擦表面的弹性变形和润滑油黏度随压力改变这两个因素，来研究和计算油膜形成的规律及厚度、油膜截面形状和油膜内的压力分布更为切合实际这种润滑就称为弹性流体动压润滑。
2．静压润滑
通过一套高压的液压供油系统，将具有一定压力的润滑油以过节流阻尼器，强行供到运动副磨擦表面的间隙中（如在静压滑动轴承的间隙中、平面静压滑动导轨的间隙中、静压丝杆的间隙中等）。磨擦表面在尚未开始运动之前，就被高压油分隔开，强制形成油膜，从而保证了运动副能在承受一定工作载荷条件下，完全处于液体润滑状态，这种润滑称为液体静压润滑。
润滑的原理 Байду номын сангаас
磨擦副在全膜润滑状态下运行，这是一种理想的状况。但是，如何创造条件，采取措施来形成和满足全膜润滑状态则是比较复杂的工作。人们长期生产实践中不断对润滑原理进行了探索和研究，有的比较成熟，有的还正在研究。现就常见到的动压润滑、静压润滑、动静压润滑、边界润滑、极压润滑、固体润滑、自润滑等的润滑原理，作一简单介绍。
3．动、静压润滑
随着科学技术的发展，近年来在工业生产中出现了新型的动、静压润滑的轴承。液体动、静压联合轴承充分发挥了液体动压轴承和液体静压轴承二者的优点
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。
流体静压润滑是从外部供给具有一定压力的流体来平衡外载荷。
流体动压润滑是由摩擦表面几何形状和相对运动，借助粘性流体的动力学产生动态压力，用此润滑膜的动压来平衡外载荷。
流体静压润滑的原理
流体静压润滑的原理《流体静压润滑的原理：一次意外的“油”发现》嘿，你知道流体静压润滑不？这玩意儿可有点意思呢。
我就先给你打个比方吧，就像你走在那种超级滑溜的冰面上，脚底下感觉就像有啥东西在托着你，让你滑得顺顺当当的，流体静压润滑就有点那感觉，不过它可不是冰，而是靠一种巧妙的流体力量。
我给你讲讲我遇到的一件事吧。
我之前在一个老工厂里瞎晃悠，那里面有好多老机器。
有一台老设备，总是嘎吱嘎吱响，工人师傅们就很头疼。
我就好奇凑过去看，那机器的轴承部分磨损得特别厉害。
这时候有个老师傅过来了，他捣鼓了半天，最后决定给这个轴承部分重新弄一弄润滑系统。
他拿来了一些油，还有一些奇怪的小装置。
我就站在旁边看他操作。
他先是在轴承周围安装了一些小通道，就像那种特别细小的沟渠一样。
然后小心翼翼地把油通过这些小通道灌进去。
我当时还纳闷呢，这油进去能有啥大作用？老师傅一边操作一边跟我说：“这油啊，可不仅仅是为了减少摩擦那么简单。
”他接着解释，这就跟流体静压润滑的原理有关。
你看啊，这油在这些小通道里，就像是一群听话的小士兵。
当机器开始运转的时候，这个轴承就开始有压力了。
这压力一作用在油上，油可不会就那么乖乖被压扁。
就好比你用手去按一个装满水的气球，水会在气球里到处跑，去抵抗你手的压力。
这油也是一样，在轴承和它周围的小空间里，油被压着，但是它会产生一种向外的力。
这个力就把轴承给托起来了，就像有无数双小手把轴承轻轻地托着，不让它直接和机器的其他部分干巴巴地摩擦。
我看着老师傅继续调整那些小装置，让油能更均匀地分布在需要润滑的地方。
他说：“这油的流量啊，还有压力都得刚刚好。
要是油太少，或者压力不够，那就托不住轴承，还会磨损；要是油太多或者压力太大呢，就会浪费油，还可能把机器的其他部分给弄坏喽。
”我这时候才恍然大悟，原来这小小的油，通过这样巧妙的安排，就能有这么大的作用。
就像流体静压润滑一样，靠的就是这个流体（在这里就是油啦）的压力，来让两个相互接触的部件之间形成一种稳定的支撑和润滑的状态。
流体动力润滑
流体润滑的基本原理之流体动力润滑流体润滑研究和发展机器在运动时，运动的零部件之间必定会发生摩擦从而造成磨损，而润滑是减小摩擦、减轻甚至避免磨损的直接措施。
人类进入工业社会以后，润滑已逐渐发展成为一门重要的技术，井已成为工业部门和学术机构重要的研究领域。
19世纪未流体润滑现象被首次发现，几乎同时流体润滑理论也被提出来了。
二战期间军事装备的需求促使润滑技术高速发展，也对润滑理论，持别是流体润滑理论提出了更高的要求。
战后各工业国立即投入大量人力物力，开展有关方面的研究。
现在比较成熟的流体润滑原理主要包括三个方面内容，它们是：1．流体动力润滑2．流体静压润滑3．弹性流体动力润滑流体动力润滑原理1.1：定义流体动力润滑是利用流体的黏附性，使流体黏附在摩擦表面，并在摩擦副做相对运动时被带入两摩擦副的摩擦表面之间。
如果两摩擦副的表面形成收敛的楔形空间，则被带入摩擦副的两摩擦表面中的流体就会形成一定的压力，这种压力会随着摩擦副的运动速度和流体的粘度发生改变。
当流体的粘度一定时，摩擦副的运动速率越大，则流体形成的压力就越大；当摩擦副的运动速率一定时，流体的粘度越大，则流体形成的压力就越大。
进入摩擦表面的流体会像一个楔子，由于摩擦副在不断的做相对运动，所以会产生一定的压力，迫使流体向楔子一样楔入两摩擦表面，从而将两摩擦表面分隔开来，阻止两摩擦表面直接接触。
简单地说，流体动力润滑是利用相对运动的摩擦表面间的相对速度、流体的粘滞行和摩擦副之间的楔形墙体，迫使流体压缩而产生压力膜将两表面完全分隔开，并依靠流体产生的压力来平衡外载荷。
两个作相对运动物体的摩擦表面，用借助于相对速度和流体的粘滞性而产生的粘性流体膜将两摩擦表面完全隔开，由流体膜产生的压力来平衡外载荷，称为流体动力润滑。
所用的粘性流体可以是液体(如润滑油)也可以是气体(如空气等),相应地称为液体动力润滑和气体动力润滑。
流体动力润滑是依靠表面运动而产生的动力学效应。
流体静压润滑
流体润滑的基本原理之流体静压润滑流体静压润滑定义，什么是流体静压润滑流体静压润滑是利用专用外界的流体装置，是流体产生压力，并将具有压力的流体输入到摩擦表面，将两摩擦表面用一层静压流体膜分开以支持外载荷的润滑。
流体静压润滑的特点主要优点是：(1)适用速度范围广由于流体静压润滑本身不需要相对运动的功能，因而在任何速度下包括很高速或很低速，启动或停车以及正反转都能建立—层完整的流体膜，并获得良好的工作性能。
(2)摩擦系数很小其一般摩擦系数μ只有0.0001~0.0008，例如采用32号机械油的静压导轨，其起动摩擦系数一般在0.0005，因而功耗小，效率高，并在低速条件下不会产生粘滑现象。
(3)使用寿命长因为两个相对运动的表面不直接接触、磨损很小、能长期保持精度，同时对摩擦副的材料没有特殊要求等，因而大大地延长了其使用寿命。
(4)运动精度高液体静压膜具有某种“平均误差”的作用，可以补偿制造误差的影响。
因而对轴颈或轴承的加工精度和表面粗糙度要求一般比液体动压润滑轴承为低。
这点同滚动元件支承相比尤为明显。
(5)适应性和抗振性能好静压润滑的适应性很广，能满足轻裁到重载，小型到大型，低速到高速的各种机床和机械设备的要求、同时，静压流体膜有良好的吸振性能，运动均匀平稳，振动、噪音都很小。
主要缺点：其缺点主要是工作时要一套可靠的高压供油装置，投资费和维护费较高，也增加了机器所占空间，而总效率较低，从这个角度分析．不如动压润滑机构简单，费用低。
因此．究竞选用何种润滑方式，应根据具体要求综合考虑，必要时也可设计成动静压联合润滑方式。
3.2：流体静压润滑支承原理流体静压支承的共同特点是各摩擦面都开有几个流体腔，每个流体腔的四周均有封流体的面，一般将一个流体腔及其封流体的面称为一个文承单元(或流体垫)，若干个支承适当配置，便构成流体静压支承，整个摩擦副的承栽能力，是各支承单元承载能力的合成结果。
所以理解单个支承单元的工作原理，是全面了解整个支承的基础。
流体动力润滑的形成原理
流体动力润滑的形成原理
流体动力润滑是一种润滑方式，它利用流体的动力来减少两个相对运动的固体表面之间的摩擦。
流体动力润滑的形成原理基于流体力学和润滑理论，具体如下：
1. 相对运动的固体表面之间存在着摩擦力，当两个表面接触时，它们之间会产生摩擦力，使得它们不能完全分离。
2. 当两个表面之间形成流体膜时，流体膜可以减少两个表面之间的摩擦力。
流体膜的形成需要满足一定的条件，如表面的光滑度、流体的粘度、流体的速度等。
3. 流体动力润滑的形成原理是利用流体的动力来减少两个表面之间的摩擦力。
当两个表面接触时，流体会受到表面的挤压而流动，形成一个流体膜。
流体膜的形成需要满足一定的条件，如表面的光滑度、流体的粘度、流体的速度等。
4. 流体动力润滑的形成原理还涉及到流体动力学的知识。
当两个表面之间形成流体膜时，流体的流线分布发生了变化，导致流体的压力分布也发生了变化。
通过分析流体的压力分布，可以得到流体膜的形成原理。
总之，流体动力润滑的形成原理是利用流体的动力来减少两个表面之间的摩擦力，其形成需要满足一定的条件，包括表面的光滑度、流体的粘度、流体的速度等。
同时，还需要涉及到流体动力学的知识，以分析流体的压力分布。
流体润滑原理
第四章流体润滑原理概述用具有润滑性的一层膜把相对运动的两个表面分开，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，这就是润滑。
根据分隔固体表面的材料不同，润滑可分为以下三类：①流体润滑：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。
②边界润滑：摩擦界面上存在着一层具有良好润滑性的边界膜，但不是介质的膜。
相对于干摩擦来说，边界润滑具有比较低的摩擦系数，能有效地减轻接触表面的磨损。
③固体润滑：广义来说，固体润滑也是一种边界润滑。
就是用摩擦系数比较低的材料（固体润滑剂或固体润滑材料），在摩擦界面上形成边界膜，以降低接触表面的磨损和摩擦系数。
对于流体润滑的系统研究约在19世纪末逐渐展开。
1883年塔瓦（Tower）发现了轴承中的流体动压现象。
彼得洛夫（Петров）研究了同心圆柱体的摩擦及润滑。
随即雷诺（Reynold）应用了数学和流体力学的原理对流体动压现象进行了分析，发表了著名的雷诺方程。
为流体动力润滑奠定了基础。
后来一些科学家，在求解雷诺方程，以及将雷诺方程应用于工程实际中作出了贡献，并解决了很多雷诺方程假设以外的问题，。
对于线接触及点接触的滚动件，在重载条件下的润滑问题，考虑了接触零件表面间的弹性变形及润滑剂的粘-压效应。
于20世纪中叶，格鲁宾（Грубин）提出了著名的弹性流体动力润滑的计算公式。
以后的道松（Dowson）郑绪云（Cheng）温诗铸等的进一步发展，使弹性流体动力润滑理论日趋成熟。
随着科学技术的发展，流体润滑中的紊流、惯性、热效应等以及非牛顿流体润滑等问题也展开了研究。
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性质无关。
弹性流体动力润滑
流体润滑的基本原理之弹性流体动力润滑弹性流体动力润滑2. 1 定义弹性流体动力润滑是指流体进入在两个相互运动的固体摩擦接触表面后，受到接触表面产生的巨大接触压力而发生的性状改变，以分割固体摩擦接触表面，减少摩擦。
弹性流体动力润滑是利用流体受到高压时,流体的物理特性及形态发生变化的特性来分隔高压下的摩擦副,从而达到润滑的目的.2.2 弹性流体动力润滑原理所谓弹性流体是指流体在高压下会从流体的形态转变成固体的形态。
但当压力去掉后，就会恢复到原来的形态。
流体变形的过程随着压力的变化而变化，压力升高，流体的粘度变大，当压力达到一定高度时，流体的形态开始变化，而流体的粘度不再变化，流体形态开始从液体向玻璃体转化，当压力继续升高，流体完全会转化为玻璃体（固体）；当压力下降时，玻璃体又会回到液体状态。
弹性流体动压润滑就是利用流体的弹性随压力变化而变化的特性，来实现分割量高压表面而达到润滑的目的，弹性流体动压润滑也特别适合滚压摩擦副。
2.3 弹性流体动力润滑理论是流体动压润滑理论新的重要发展。
在弹性流体动压润滑理论中，主要研究在两个具有相互运动的固体表面相互接触(一般是点或线接触)过程中，固体的弹性变形和流体粘度变化对流体动压润滑的作用。
弹性流体动力润滑有两个重要特点，一是油膜极薄，仅为接触区宽度的千分之一以上；另一个特点是接触压力极大，可达几千个兆帕(MPa)的压力峰值，因而在表面间的润滑油粘度比正常室温下的粘度大许多倍。
同时，引起弹性体很大的局部变形，它能急剧地改变润滑膜几何形状，而润滑膜形状又能决定油膜压力的分布，因此，—个弹性流体动力学问题的解必须同时满足弹性力学和流体力学润滑的基本方程式。
当滚动轴承、齿轮、凸轮等高副接触时，名义上是点、线接触，实际上受载后产生弹性变形，形成一个窄小的承载区域。
弹性变形引起的接触区域增大和接触区表面形状的改变，都有利于润滑膜的形成。
由于载荷集中作用，接触区内产生极高压力，其峰值甚至可达几千兆帕。
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。
6.4流体润滑简介解析
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五、润滑剂的选择
润滑的主要目的是减少摩擦与磨损。此外还能起到防锈、冷却、冲洗 杂质或密封的作用。 工程中所用的润滑剂有液体、气体和固体。一般工况广泛采用润滑油 和润滑脂。 1.润滑油的选择 （1）粘度
流体的动力粘度
du dy
运动粘度v v(m 2 / s )
( pa s ) ( kg / m 3 )
B/2 B/2 h
h 3 p Q 2 2 q z dx 2 dx 12 x
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（3）摩擦力
在y 0表面上的摩擦力为
h p （ U U ） 2 1 d xd z 2 x h 在y h表面上的摩擦力为
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2.压力边界条件： （1）Sommerfeld 边界条件 （2）Gumbel （3）Reynolds 边界条件 边界条件
0, ,2时, p 0
0, ,0 时, p 0
起始边： 0时, p 0 dp 种植边：p 0和 0 dx
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等温EHL问题目前只能用数值法求解。数值法有顺解法和逆解法两种。
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（1）Dowson-Higginson最小膜厚公式
hmin 2.65
0.7 0.54 （ 0U） R 0.48 L0.13
E '0.03 F 0.13
或 hmin 2.65G 0.54U R
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（
dy)dxdz y
（p p dx ) dydz x
pdydz
dxdz
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流体润滑原理
1. 概述 2. 雷诺方程 3. Navier-Stocks方程 4. 雷诺方程应用 5. 弹流体动力润滑简介
§3-3润滑
1. 概述
润滑：用具有润滑性的一层膜把相对运动的两个表面分开，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，这就是润滑。 一、润滑的分类 1）流体润滑：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。 2）边界润滑：摩擦界面上存在着一层具有良好润滑性的边界膜， 但不是介质的膜。相对于干摩擦来说，边界润滑具有比较低的摩擦 系数，能有效地减轻接触表面的磨损。 3）固体润滑：广义来说，固体润滑也是一种边界润滑。就是用摩 擦系数比较低的材料（固体润滑剂或固体润滑材料），在摩擦界面 上形成边界膜，以降低接触表面的磨损和摩擦系数。
3. Navier-Stocks方程
流量方程： 将上式（S-9a,b）中的u，w对y积分，可求得x和z方向的单位流量。
式（S-10a，b）为雷诺方程中流体在间隙中的流量方程。（S-10a）中的 第一项为剪切流动项，由速度U引起；第二项为压力流动项，由压力梯度 引起。与雷诺方程中的一维形式时的流量方程相同。
3. Navier-Stocks方程
纳维-斯托克斯方程是流体力学的基本方程，建立了流体力学中速度与压力之间 关系。 把粘性流体看作连续介质，取一个无限小 的质点来研究其应力与速度之间的关系。 如右图表示了一个质点在三维坐标中的受 力情况。 通过每一点的三个相互垂直的平面上各有 三个应力，共有九个应力分量。
3. Navier-Stocks方程
三个法向应力分量为：
三个法向应力之和为：
3. Navier-Stocks方程
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。
流体动力润滑的原理
流体动力润滑的原理引言：在机械设备的运行过程中，润滑是至关重要的，它能减少摩擦损失、延长设备寿命、提高工作效率。
而流体动力润滑作为一种常见的润滑方式，其原理是基于流体的性质和运动，通过流体的流动来实现润滑效果。
本文将详细介绍流体动力润滑的原理及其应用。
一、流体的性质和流变特性1. 流体的性质流体是指在外力作用下能够流动的物质，包括液体和气体。
与固体不同，流体具有流动性、不可压缩性和变形能力，这些性质决定了流体动力润滑的可行性。
2. 流变特性流体的流变特性是指其在受力作用下的变形行为。
常见的流变特性有黏度、剪切应力和剪切速率。
黏度是衡量流体内部分子间相互作用力大小的指标，剪切应力是流体内部不同层之间相对运动时产生的应力，剪切速率是流体内部不同层之间相对运动的速度。
二、流体动力润滑的原理1. 润滑膜的形成流体动力润滑的关键在于形成润滑膜，润滑膜能够分隔摩擦表面，减少直接接触和摩擦力。
当两个摩擦表面之间施加外力时，流体会被挤压到摩擦表面之间，形成一个润滑膜。
润滑膜的形成与流体的黏度和剪切速率有关，黏度越高、剪切速率越大，润滑膜越容易形成。
2. 润滑膜的稳定性润滑膜的稳定性对于流体动力润滑的效果至关重要。
润滑膜的稳定性取决于流体的黏度、剪切应力和摩擦表面的形状，这些因素共同影响着润滑膜的厚度和稳定性。
当润滑膜稳定且厚度适当时，摩擦表面之间的直接接触和摩擦力将被最大程度地减少。
三、流体动力润滑的应用1. 润滑油润滑油是最常用的流体动力润滑介质，其黏度和流变特性能够满足各种工况需求。
润滑油的选择应根据设备的工作条件、环境温度和负荷情况来确定，以保证润滑效果的良好和设备的正常运行。
2. 润滑系统流体动力润滑常常需要通过润滑系统来实现。
润滑系统包括油泵、油箱、管道和润滑点等组成部分。
油泵负责将润滑油送到润滑点，油箱用于储存润滑油，管道则起到输送润滑油的作用。
润滑系统的设计和运行状态对流体动力润滑的效果有着重要影响。
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
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1.粘度
润滑油的粘度决定了流体润滑状态下的压力分布、油膜速度、流量、摩擦系数和油膜厚度等，所以是十分重要的参数。
应了解粘度的多种表示法，和影响润滑油粘度的因素。
动力粘度（绝对粘度）：η 单位：P=10-1
Pa ·s ；cP=10-2
P=10-3
Pa ·s=102
kgf ·s/cm 2
量纲：ML -1T -1
（质量·长度-1
·时间-1
） 运动粘度：ν=η／ρ 单位：St=10-4m 2
/s ；cSt=10-2
St=102
cm 2
/s 量纲：L 2T -1
（长度2
时间-1
） 影响粘度的重要因素：温度和压力。
粘-温曲线： 称雷诺粘度方程
β 粘温指数。
粘压曲线： 0
p
p e αηη= α 粘-压系数
2.流体动压润滑
⑴雷诺方程：流体动压润滑油膜压力分布的微分方程
雷诺方程推导的依据是：粘性流体力学的基本方程和一些简化假定。
方法是：由简到繁，由特例到普遍。
建立油膜压力的条件有：收敛油楔的几何形状，具有一定粘度的润滑剂和相对运动速度。
油楔效应：
摩擦对偶间必须有收敛油楔的几何形状，根据流体不可压缩和流量必须连续导出一维雷诺方程：
36dp h h U dx h
η-= ······················ （R-1） 由于两表面间速度随时间变化的情况不多，故雷诺方程中的伸张项常被忽略：
()
0't t e k --=βη
挤压效应：
两表面间有法向接近（相对运动 ）时的雷诺方程：
312dp dh x x dx dt h
η-= ·· （R-2） 雷诺方程的普遍式： ()()()()
331212216612h p h p x x z z h U U h U U V V x x
ρρηηρρρ⎛⎫⎛⎫
∂∂∂∂+ ⎪ ⎪∂∂∂∂⎝⎭⎝⎭
∂∂
=-+++-∂∂（R-3）
对于不可压缩液体的普遍式：
()()3312
126612h p h p h U U h U U V x x z z x x
ηη⎛⎫⎛⎫∂∂∂∂∂∂
+=-+++ ⎪ ⎪∂∂∂∂∂∂⎝⎭⎝⎭ ··· （R-4） 雷诺方程中引起压力的因素有三：油楔效应，伸张效应和挤压效应。
⑵斯托克斯方程：流体动压润滑膜的压力与速度关系方程。
流体在间隙中的速度方程，u,w 分别为速度在x 和z 方向的分量。
()21112U U p u y y h y U x h η-∂=
-++∂ ()12p
w y y h z
η∂=-∂
将速度方程中的u 和w 对y 积分，可得流量方程：
3120
212h
x U U h p
q udy h x η+∂==-
∂⎰ 由压力、速度、粘度、油膜厚度可求摩擦力：
()
212x U U h p
h
x
ητ-∂=
±
∂ 当y=h 时，用‘+’；y=0时，用‘－’。
当y=h 时，用‘+’；y=0时，用‘－’。
沿润滑膜边界积分可求得总摩擦力。
30
12h
z h p q wdy z η∂==-
∂⎰z p
h z ∂∂±
=2τ
3.弹性流体动力（压）润滑
滚动或滚动带滑动接触时的润滑问题。
与流体动力润滑的不同点在于： ⑴高的接触压力时润滑油的粘度发生变化；⑵重载荷使接触物体发生弹性变形。
a.刚性滚动体的流体动压润滑下的最小油膜厚度公式，不考虑接触变形。
马丁公式适合于轻载时： ①粘度不受压力影响：
004.9h U R W
η= ②粘度受压力影响时：()2
3
0120
1.662U U h R R αη+⎡⎤=⎢⎥⎣⎦
b.弹性滚动体流体动压润滑下的最小油膜厚度公式，考虑赫兹压力和滚动体的弹性变形。
①线接触 油膜压力分布分三个区域：进口区，油楔形成压力；赫兹区，压力增大，粘度变大，用以平衡赫兹压力；出口区，压力释放，由颈缩现象。
格鲁宾（грубин）公式：()
811
1
11
1.95GU
H P
=
（由理论推导）
道松（Dowson ）公式；0.7
0.13
0.6
1.6H G U
P
-= （由计算机拟合）
道松修正公式：0.7
0.13
0.54
2.65H G U
P
-=
②点接触 考虑侧泄。
因计算复杂，无精确数学解，仅为近似解。
奥查特（Archard ）公式：()
0.74
0.074
0.74
2.04H GU
P
φ-=
郑绪云公式：12112322220max 02122'1n n
n n n
n
n
x x x y U p m h R c
R E R R ηαππγ----
---⎡⎤⎢⎥⎛⎫
⎢⎥⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥⎛
⎫⎝⎭
⎝⎭
⎝
⎭
⎢⎥+ ⎪
⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦
c.选取适用公式的判断标准：
弹性参数：1122
000'e P P g E R U η⎛⎫
⎛⎫= ⎪
⎪⎝⎭⎝⎭ 粘性参数：12
000v P P g R U αη⎛⎫= ⎪⎝⎭
速度参数：1
3
4
0's E U g R ηα⎛⎫=
⎪⎝⎭
载荷参数：12
0'2l P E g R απ⎛⎫
= ⎪⎝⎭
根据这些判断标准查表，表中分割为4个区。
A 区为弹性体、流体动压润滑范围（滚动体弹性变形显著），为道松公式适用区；
B 区为刚性体、等粘度的流体动压范围（马丁公式适用区）；
C 区为刚性体、变粘度流体动压润滑范围（格鲁宾公式适用区）；
D 区为弹性体、等粘度流体动压范围（雷诺公式适用区）。
通过计算最小油膜厚度与摩擦副表面粗糙度之比：()
120
1
2
jf jf h H H λ=
+
当比值λ>3，则润滑良好，可避免胶合。
如λ<1，则为边界润滑状态易于发生擦伤、胶合及磨损。
而当1<λ<3时，表面处与边界润滑的概率中。