动压滑动轴承润滑状态与磨损分析
实验7 液体动压滑动轴承油膜压力与摩擦仿真及测试分析分解
3)转速对油膜压力的影响 转速越高,单位时间通过载荷作用面的润滑 油就越多,产生的摩擦力就越大,油膜压力就越 大,特别是当转速达到一定值使流体的流动由层 流变为紊流时,承载力会得到显著提高。在转速 升高的同时会使润滑油的温度上升,运动粘度下 降,使油膜压力降低承载能力下降。相比而言, 油温升高带来的油膜压力降低比转速上升带来的 油膜压力升高要小得多。 4)液体动压滑动轴承设计的结构、尺寸,制造 精度,材料选择对动压油膜的产生和压力的大小 都有直接的影响。
实验7 液体动压滑动轴承油膜压 力与摩擦仿真及测试分析
7.1 实验目的
通过在 HSB 型试验台上,对液体动压 轴承进行径向和轴向油膜压力分布及大小的 测量和仿真,对摩擦特性曲线进行测定及仿 真,了解影响液体动压滑动轴承油膜建立及 影响油膜大小各项因素之间的关系。
7.2 实验原理
利用轴承与轴颈配合面之间形成的楔形间
3、滑动轴承油膜压力仿真与测试分析界面
4、滑动轴承摩擦特征仿真与测试分析界面
7.8 实验内容
1.液体动压轴承油膜压力周向分布测试分析
该实验装置采用压力传感器、A/D板采集该 轴承周向上七个点位置的油膜压力,并输入计 算机通过曲线拟合作出该轴承油膜压力周向分 布图。通过分析其分布规律,了解影响油膜压
传感器采集的实时数据。
注:此键仅用于观察和手动纪录各压力传感器采集的数据,软件所
需数据将由控制系统自动发送、接收和处理。
7.7软件界面操作说明
1、由计算机桌面“长庆科教”进入启动界面
2、在图7-7启动界面非文字区单击左键, 即可进入滑动轴承实验教学界面。
操
作
[实验指导]: 单击此键,进入实验指导书。 [进入油膜压力分析]: 单击此键,进入油膜压力及摩擦特性分析。 [进入摩擦特性分析]: 单击此键,进入连续摩擦特性分析。 [实验参数设置]: 单击此键,进入实验参数设置。 [退出]: 单击此键,结束程序的运行,返回WINDOWS界面。
滑动轴承的故障诊断分析 (DEMO)
滑动轴承的故障诊断分析一、滑动轴承的分类及其特点1、静压轴承静压轴承的间隙只影响润滑油的流量,对承载能力影响不大,因此、静压轴承可以不必调整间隙,静压轴承在任何转速下都能保证液体润滑,所以理论上对轴颈与轴瓦的材料无要求。
实际上为防止偶然事故造成供油中断,磨坏轴承轴承,轴颈仍用45#,轴瓦用青铜等。
2、动压轴承动压滑动轴承必须在一定的转速下才能产生压力油膜。
因此、不适用于低速或转速变化范围较大而下限转速过低的主轴。
轴承中只产生一个压力油膜的单油楔动压轴承,当载荷、转速等条件变化时,单油楔动压轴承的油膜厚度和位置也随着变化,使轴心线浮动,而降低了旋转精度和运动平稳性。
多油楔动压轴承一定的转速下,在轴颈周围能形成几个压力油楔,把轴颈推向中央,因而向心性好。
异常磨损:由于安装时轴线偏斜、负载偏载、轴承背钢与轴承座孔之间有硬质点和污物,轴或轴承座的刚性不良等原因,造成轴承表面严重损伤。
其特征为:轴承承载不均、局部磨损大,表面温度升高,影响了油膜的形成,从而使轴承过早失效。
二、常见的滑动轴承故障●轴承巴氏合金碎裂及其原因1.固体作用:油膜与轴颈碰摩引起的碰撞及摩擦,以及润滑油中所含杂质(磨粒)引起的磨损。
2.液体作用:油膜压力的交变引起的疲劳破坏。
3.气体作用:润滑膜中含有气泡所引起的汽蚀破坏。
●轴承巴氏合金烧蚀轴承巴氏合金烧蚀是指由于某种原因造成轴颈与轴瓦发生摩擦,使轴瓦局部温度偏高,巴氏合金氧化变质,发生严重的转子热弯曲、热变形,甚至抱轴。
当发生轴承与轴颈碰摩时,其油膜就会被破坏。
摩擦使轴瓦巴氏合金局部温度偏高,而导致巴氏合金烧蚀,由此引起的轴瓦和轴颈的热胀差,进一步加重轴瓦和轴颈的摩擦,形成恶性循环。
当轴瓦温度T大于等于230°C时,轴承巴氏合金就已烧蚀。
三、机理分析大多滑动轴承由于运行过程中处于边界润滑状态所以会产生滑动摩擦现象,同时又居有一定的冲击能量和势能,所以存在与产生滑动摩擦和碰摩相同的故障机理。
液体动压润滑向心滑动轴承实验
3’
4’
5’
2’
F
3
45
6’
6
2 1’
1
7 7’
端泄影响系数
Pm
2’ 1’
3’ 4’
5’ 6’ 7’
12 3
4 5 67
七、实验报告要求
数据记录
压力表号 p1
p2
p3
p4
p5
p6
p7
p8 (轴向)
压力
江苏大学工业中心
七、实验报告要求
绘制油膜的轴向和周向压力分布曲线
3’
µl
=
0.001 m mm
5’
江苏大学工业中心
四、实验设备
动力装置 油压测试装置
加载装置
1-直流电动机 2-三角带 3-传感器 4-螺旋加载杆 5-弹簧片 6-测力计(百分表) 7-压力表(径向7只,轴向一只) 8-主轴瓦 9-主轴 10-主轴箱
江苏大学工业中心
五、实验步骤
实验条件:W=70kgf,n=500r/min。 1、打开电源。 2、将转速调至500r/min左右。 3、加载,外载荷为70Kg.f。 4、等待油压表稳定后读出P1-P8的数据,记录在表格中。
稳定后再进行数据记录。
江苏大学工业中心
分组实验
2’
F
3
4 5
6’
µP
MPa
= 0.01
mm
4’
8’
8’
2
1’ 1 20o
6 7’ 7
30o
30o
0
0
B/4
d
B/2
B
n
周向压力分布曲线
轴向压力分布曲线
江苏大学工业中心
七、实验报告要求
《机械设计基础》第15章 滑动轴承
τ
P+dp τ+dτ
雷诺耳实验(1883年)——层流与湍流的现象
雷诺方程:
h0 - h dp = 6ηv dx h3
其中:p——油膜压力 η——润滑油粘度 V——速度 h——间隙厚度(油膜厚度) h0——油膜压力为极限值时的间隙厚度
分析雷诺方程:
(1)当相对运动的两表面 形成收敛油楔时。即能保 证移动件带着油从大口走 u 向小口。 o
形成动压润滑的条件: (1)相对运动的两表面形成收敛油楔时。 (2)两表面必须有一定的相对速度。
(3)润滑油必须有一定的粘度,并供油充分。
(4)油膜的最小厚度应大于两表面不平度之和。
例:试判断下列图形能否建立动压润滑油膜?
v v v v
向心滑动轴承形成动压油膜的过程:
F F FF F
o
o1 o1 o o1 1 o1
润滑脂 (黄油) 固体润滑剂
钙基、钠基、铅基、锂基等。
石墨、二流化钼、聚氟乙烯树脂等 (用于高温下的轴承)。
空气、氢气等(只用于高速、高 温以及原子能工业等特殊场合)
气体润滑剂
●润滑剂的主要指标:
(1) 粘度——是润滑油最重要的物理性能指标,是选择润滑 油的主要依据,它标志着流体流动时内摩擦阻 力的大小。粘度越大,内摩擦阻力越大,即流 动性越差。 (2)凝点——是润滑油冷却到不能流动时的温度。凝点越低越好。 (3) 闪点——是润滑油在靠近试验火焰发生闪燃时的温度。 闪点是鉴定润滑油耐火性能的指标。在工作温度 较高和易燃环境中,应选用闪点高于工作温度 20°~30°C的润滑油。 (4) 油性——是指润滑油湿润或吸附在表面的能力。吸附能力 越强,油性越好。 (5) 滴点——是指润滑脂受热后开始滴落时的温度。润滑脂使 用工作温度应低于滴点20°~30°C,低于40°~ 60°更好。 (6)针入度(稠度)——是表征指润脂稀稠度的指标。针入度越 小,表示润滑脂越稠;反之,流动性越大。
液体动压滑动轴承油膜压力分布和摩擦特性曲线
机械设计基础(Ⅲ)实验报告 班级姓名液体动压滑动轴承油膜压力分布和摩擦特性曲线 学号一、 概述液体动压滑动轴承的工作原理是通过轴颈的旋转将润滑油带入摩擦表面,由于油的粘性(粘度)作用,当达到足够高的旋转速度时油就被挤入轴与轴瓦配合面间的楔形间隙内而形成流体动压效应,在承载区内的油层中产生压力,当压力的大小能平衡外载荷时,轴与轴瓦之间形成了稳定的油膜,这时轴的中心对轴瓦中心处于偏心位置,轴与轴瓦间的摩擦是处于完全液体摩擦润滑状态,其油膜形成过程及油膜压力分布如图6-1所示。
图6-1 建立液体动压润滑的过程及油膜压力分布图滑动轴承的摩擦系数f 是重要的设计参数之一,它的大小与润滑油的粘度η(Pa.s)、轴的转速n(r/min)和轴承压强p(Mpa)有关,令pnηλ=式中,λ——轴承摩擦特性系数。
图6-2 轴承摩擦特性曲线观察滑动轴承形成液体摩擦润滑过程中摩擦系数变化的情况,f-λ关系曲线如图6-2所示,曲线上有摩擦系数最低点,相应于这点的轴承摩擦特性系数λkp称为临界特性数。
在λkp以右,轴承建立液体摩擦润滑,在λkp以左,轴承为非液体摩擦润滑,滑动表面之间有金属接触,因此摩擦系数f 随λ减小而急剧增大,不同的轴颈和轴承材料、加工情况、轴承相对间隙等,λkp也随之不同。
本实验的目的是:了解轴承油膜承载现象及其参数对轴承性能的影响;掌握油膜压力、摩擦系数的测试及数据处理方法。
二、 实验要求1、在轴承载荷F=188kgf 时,测定轴承周向油膜压力和轴向油膜压力,用坐标纸绘制出周向和轴向油膜压力分布曲线,并求出轴承的实际承载量。
在轴承载荷F=128kgf 时,测定轴承周向油膜压力和轴向油膜压力,用计算机进行数据处理,得出周向和轴向油膜压力分布曲线及轴承的承载量。
2、测定轴承压力、轴转速、润滑油粘度与摩擦系数之间的关系,用计算机进行数据处理,得出轴承f-λ曲线。
三、 实验设备及原理本实验使用 HZS-1型液体动压轴承实验台,它由传动装置、加载装置、摩擦系数测量装置、油膜压力测量装置和被试验轴承和轴等所组成。
滑动轴承实验报告
一、实验目的1. 了解滑动轴承的结构和工作原理。
2. 测量轴承的径向和轴向油膜压力分布曲线。
3. 观察径向滑动轴承液体动压润滑油膜的形成过程和现象。
4. 分析轴承在不同载荷和速度条件下的性能变化。
二、实验原理滑动轴承是利用液体动压原理,通过在轴承和轴颈之间形成油膜,减小摩擦和磨损,保证机器的正常运转。
实验中,通过测量油膜压力分布,可以分析轴承的润滑性能和工作状态。
三、实验仪器与设备1. 滑动轴承实验台2. 轴承加载装置3. 润滑油泵4. 压力传感器5. 数据采集系统6. 计算机及实验软件四、实验步骤1. 将实验台安装好,检查各部件连接是否牢固。
2. 添加润滑油,确保油量充足。
3. 启动润滑油泵,调节转速至预定值。
4. 打开轴承加载装置,逐步增加载荷。
5. 使用压力传感器测量轴承的径向和轴向油膜压力。
6. 记录实验数据,包括转速、载荷、油膜压力等。
7. 改变转速和载荷,重复实验步骤。
五、实验结果与分析1. 径向油膜压力分布曲线实验结果显示,轴承的径向油膜压力分布曲线呈抛物线形状。
在轴承中心区域,油膜压力最大,随着距离轴承中心的增加,油膜压力逐渐减小。
这是因为液体动压原理使得油膜压力在轴承中心区域达到最大值。
2. 轴向油膜压力分布曲线实验结果显示,轴承的轴向油膜压力分布曲线呈线性形状。
在轴承中心区域,轴向油膜压力最大,随着距离轴承中心的增加,轴向油膜压力逐渐减小。
这是由于轴承受到轴向载荷,使得轴向油膜压力在轴承中心区域达到最大值。
3. 载荷对油膜压力的影响实验结果显示,随着载荷的增加,轴承的径向和轴向油膜压力均呈上升趋势。
这是因为载荷的增加使得轴承受到更大的压力,导致油膜压力增大。
4. 转速对油膜压力的影响实验结果显示,随着转速的增加,轴承的径向和轴向油膜压力均呈下降趋势。
这是因为转速的增加使得油膜厚度减小,导致油膜压力降低。
六、实验结论1. 滑动轴承的径向和轴向油膜压力分布曲线呈抛物线和线性形状。
动压滑动轴承实验指导书
动压滑动轴承实验指导书一、实验学时本实验2学时。
二、实验目的1. 观察油膜的形成与破裂现象、分析影响动压滑动轴承油膜承载能力的主要因素;2. 测量轴承周向及轴向的油膜压力、绘制其油膜压力分布曲线;3. 测定轴承的摩擦力、绘制轴承特性(λ−f )曲线;4. 掌握动压滑动轴承试验机的工作原理及其参数测试方法。
(1) 油膜压力(周向和轴向)的测量; (2) 转速的测量;(3) 摩擦力及摩擦系数的测量;三、实验机的构造及参数测试原理直流电机 2-V 形带 3-箱体 4-压力传感器 5-轴瓦 6-轴7-加载螺杆8-测力杆 9-测力传感器 10-载荷传感器 11-操作面板 图1 1.传动装置直流电机1通过V 带2驱动轴6旋转。
轴6由两个滚动轴承支承在箱体3上,其转速由面板11上的电位器进行无级调速。
本实验机的转速范围3~375转/分,转速由数码管显示。
2.加载方式由加载螺杆7和载荷传感器10组成加载装置,转动螺杆7可改变外加载荷的大小。
载荷传感器的信号经放大和A/D 转换后由数码管显示其载荷数值。
加载范围0~80㎏,不允许超过100㎏。
3. 油膜压力的测量在轴瓦5中间截面120°的承载区内(见图2左图)钻有七个均布的小孔,分别与七只压力传感器4接通,用来测量径向油膜压力。
距正中小孔的B/4轴承有效长度处,另钻一个小孔连接第八只压力传感器,用来测量轴向压力。
图2压力传感器的信号经放大、A/D 转换分别由数码管显示轴承径向油膜压力和周向油膜压力。
4. 摩擦系数的测量在轴瓦外圆的后端装有测力杆8(见图1),测力杆紧靠测力传感器9,轴旋转后,轴承间的摩擦力矩应由力臂作用于测力传感器所产生的摆动力矩相平衡。
即302F 2M L Fc D L Fc L F D F C M ⋅=⋅=⋅=⋅故 摩擦系数(3)式中:F — 轴承外载荷 (N) F=外加载荷 + 轴承自重=750 N 30FL Fc F f ⋅==F M L -力臂长度 (mm ) F M — 轴承的摩擦力 (N) F C — 测力传感器读数四、实验数据处理及绘制有关曲线为消除载荷对机械系统变形引起测量的误差,通常在载荷不变的情况下,分级改变转速,测量各级转速下有关参数,然后进行计算处理和绘制有关曲线。
机械设计滑动轴承
3)铝基合金 —— 耐腐蚀性好,疲劳强度较高摩擦性较好 4)灰铸铁及耐磨铸铁 —— 具有减磨性、耐磨性,性脆、磨合性差, 轻载、低速 5)多孔质金属材料 —— 不同金属粉末压制、烧结而成 —— 吸油 (自润滑性)——含油轴承 韧性小,平稳、无冲击 中低速 6)非金属材料 塑料、碳— 石墨、橡胶、木材等
p 6ηV = 3 (h h0 ) x h
A< 0
不能承载
4、形成流体动力润滑的必要条件 1)两运动表面间具有楔形间隙; 2)两表面应有相对速度,速度的方向是将油 由大口带向小口; 3)润滑油应有一定的粘度,且要充分
二、径向滑动轴承形成流体动力润滑的过程 F F F n n
n=0
n≈0 Ff与 n反相
4、润滑油的粘-温特性
粘 -温 曲 线
5、零件润滑方法 旋 套 式
油 环 润 滑
油 芯 油 杯 旋 盖 式 油 脂 杯
针 阀 油 杯
§2 滑动轴承类型、轴瓦结构及材料
一、 滑动轴承类型
承载形式: 径向轴承(承受径向载荷)
止推轴承(承受轴向载荷)
滑 动 轴 承
润滑状态:不完全液体润滑轴承(不许干摩擦)
2、失效形式与设计准则 失效形式: 承载油膜破裂。 设计准则: 保证液体润滑,hmin≥[h] 同时,因Δt↑→η↓→油膜破裂:限制Δt 3、承载能力计算 推导思路 1)将直角坐标系的雷诺方程转换极坐标系 2)求任意位置的油膜压力 3)pφ 在 F 方向上的分量 pφy 4)求单位宽度上的油膜承载能力 5)考虑轴承端泄,进行修正 承载能力
y
η——动力粘度 y 长、宽、高各1米的液体,上下板相对滑动速度 1 m/s ,需要的切向力为 1 N 时,即 η=1 Ns/m2 (1Pa s — 帕 秒) 动力粘度国际制单位(SI):
滑动轴承动压润滑的形成过程
滑动轴承动压润滑的形成过程滑动轴承是一种广泛应用于各种机械设备中的支撑和定位元件,其主要功能是在相对运动的轴和座之间传递力和扭矩。
为了减小摩擦、磨损和发热,提高设备的运行效率和寿命,滑动轴承需要采用一定的润滑方式。
动压润滑是滑动轴承中最常用的一种润滑方式,其形成过程涉及到许多复杂的物理现象。
本文将对滑动轴承动压润滑的形成过程进行详细的分析。
1. 动压润滑的基本原理动压润滑是指在相对运动的轴和座之间,由于油膜的压力差产生的剪切力,使油膜产生压力梯度,从而在轴和座之间形成稳定的油膜。
当轴和座之间的相对速度足够大时,油膜的压力差足以克服摩擦力,使轴和座之间实现无接触的相对运动。
动压润滑的基本原理可以用牛顿第二定律来解释:当轴和座之间的相对速度足够大时,油膜的压力差产生的剪切力与摩擦力相平衡,从而使轴和座之间实现无接触的相对运动。
2. 动压润滑的形成条件要实现滑动轴承的动压润滑,需要满足以下条件:(1)轴和座之间存在一定的相对速度。
只有当轴和座之间的相对速度足够大时,油膜的压力差才能产生足够的剪切力,使轴和座之间实现无接触的相对运动。
(2)润滑油具有一定的黏度。
润滑油的黏度越大,油膜的承载能力越强,但黏度过大会影响油膜的形成和稳定。
因此,需要选择合适的润滑油,以保证动压润滑的效果。
(3)轴和座之间有一定的间隙。
为了保证油膜的形成和稳定,轴和座之间需要保持一定的间隙。
间隙过小会导致油膜破裂,间隙过大则会使油膜不稳定。
3. 动压润滑的形成过程滑动轴承动压润滑的形成过程可以分为以下几个阶段:(1)启动阶段:当轴和座之间的相对速度逐渐增大时,润滑油被挤压到轴和座之间的间隙中。
由于润滑油具有一定的黏度,油分子在受到挤压后会发生变形,形成一个初始的油膜。
此时,油膜的厚度较小,承载能力较弱。
(2)稳定阶段:随着轴和座之间的相对速度继续增大,油膜的厚度逐渐增加,承载能力逐渐增强。
当油膜的压力差产生的剪切力与摩擦力相平衡时,轴和座之间实现无接触的相对运动,动压润滑形成。
滑动轴承检修和总结,润滑
轴瓦及轴承衬材料
材料要求: 1)摩擦系数小; 2)导热性好,热膨胀系数小; 3)耐磨、耐腐蚀、抗胶合能力强; 4)有足够的机械强度和塑性。 能同时满足这些要求的材料是难找的,但应根据具体 情况主要的使用要求。 工程上常用浇铸或压合的方法将两种不同的金属组合 在一起,性能上取长补短。 1、轴承合金(白合金、巴氏合金) 2)锡锑轴承合金 优点: f 小,抗胶合性能好、对油的吸附性强、耐腐蚀性好、容易跑合、 是优良的轴承材料,常用于高速、重载的轴承。
优点
滑动轴承的材料及轴瓦结构
一、滑动轴承的材料——轴瓦和轴承衬的材料
主要失效形式:磨损和胶合、疲劳破坏。
1、对轴承材料的要求 (1) 良好的减摩性、耐磨性和抗胶合性。 (2) 良好的顺应性,嵌入性和磨合性。 (3) 足够的强度和必要的塑性。 (4) 良好的耐腐蚀性、热化学性能(传热性 和热膨胀性)和润滑性(对油的吸附能力)。 (5) 良好的工艺性和经济性等。
顶部装有 润滑油杯。
轴承座 用螺栓 与机座 连接。
剖分式径向滑动轴承(向心)
剖分式滑动轴承克服了整体式滑动轴承装拆不便的缺点,而且轴瓦 工作面磨损后的间隙还可用减薄垫片或切削轴瓦分合面等方法加以 调整,因此得到了广泛应用。剖分式滑动轴承的结构尺寸已经标准 化。
向心轴承
自动调心式径向滑动轴承
R球
特点:嵌入性、顺应性最好,抗胶合性好,但机械强度较低。
∴ 作为轴承衬浇注在软钢或青铜轴瓦的表面。——价格较贵
(3) 铜合金——青铜基体 锡青铜:减摩、耐磨性最好; 应用较广,强度比轴承合金高, 适于重载、中速。 铅青铜:抗胶合能力强;适于高速、重载。 铝青铜:强度及硬度较高,抗胶合性差; 适于低速、重载传动。 (4) 铝基合金 ——强度高、耐磨性、耐腐蚀和导热性好
流体动压润滑条件下滑动轴承的优化分析.
本科毕业设计题目流体动压润滑条件下滑动轴承的优化分析专业汽车服务工程作者姓名李洋洋学号2011206004单位机械与汽车工程学院指导教师杜娟2015年5月教务处编原创性声明本人郑重声明:所提交的学位论文是本人在导师指导下,独立进行研究取得的成果。
除文中已经引用的内容外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得聊城大学或其他教育机构的学位证书而使用过的材料。
对本文的研究作出重要贡献的个人和集体,均在文中以明确的方式表明。
本人承担本声明的相应责任。
学位论文作者签名:日期:指导教师签名:日期:摘要就当今的汽车而言,大约有80%的机械部件的损坏来自于磨损。
机械系统中摩擦能够得到相关的优化,更能够提高机械性能,延长其使用寿命。
然而传统发动机滑动轴承用非定常流体设计,对于发动机滑动轴承耐磨性能并没有真正的进行定性分析,缺乏一定的说服力。
本文首先介绍了滑动轴承的相关知识,然后对流体动压润滑进行详细说明并建立了流体动压润滑的计算模型,然后以发动机主轴承为例,分析轴承在不同转速下的最小油膜厚度、润滑油温升,发现转速过高时,油膜厚度过小且温升过高,导致滑动轴承不能处于良好的润滑状态,分析该现象的原因并提出相关改进方案:增粗轴颈、加宽轴承。
然后分别根据两种改进方案在不同转速下的最小油膜厚度、润滑油温升两个角度分析改进措施的优劣性。
关键词:流体动力润滑;转速;最小油膜厚度;温升AbstractIn terms of today's cars, and about 80% of the damage of the mechanical components from wear and tear. Mechanical friction in the system can get related optimization, more can improve the mechanical properties, extend its service life. However, the traditional engine bearing design with unsteady flow for engine bearing wear resistance and no real qualitative analysis, the lack of certain powers of persuasion.This paper first introduces the sliding bearing of the related knowledge, and elaborate on the hydrodynamic pressure lubrication and the calculation of hydrodynamic pressure lubrication model is established, and then to launch a main bearing as an example, analysis of the bearing under different rotational speed, the minimum oil film thickness, oil temperature rise, found at high speed, the temperature rise of the oil film thickness is too small and too high, lead to sliding bearing can't in good lubrication condition, analyses the reason of this phenomenon and put forward relevant improvement plan: enlargement of journal, widen the bearing. Then respectively according to the two kinds of improved scheme under different rotational speed, the minimum oil film thickness, oil temperature rise two Angle analysis of superiority and inferiority of some improvement measures.Keywords:hydrodynamic lubrication; Speed; Minimum oil film thickness; Temperature rise目录前言................................................................................................I I 1.轴承设计计算所涉及到的基础知识 .. (1)1.1 滑动轴承 (1)1.2牛顿粘性定律 (2)1.3.表面粗糙度 (3)1.3.1表面粗糙度定义 (3)1.3.2 表面粗糙度对零件的影响 (3)2.流体动压润滑 (4)2.1流体动压润滑基本理论 (4)2.2流体动力润滑的基本方程 (5)2.2.1油层速度的分布 (5)2.2.2润滑油流量 (6)3.发动机滑动轴承的流体润滑设计 (8)3.1建立弹性流体动压润滑的计算模型 (8)3.1.1建立动压润滑模型 (8)3.1.2相关参数选择 (8)3.2动压润滑设计 (9)3.2.1油膜承载能力的计算 (9)3.2.2最小油膜厚度的计算 (10)3.2.3轴承热平衡计算 (11)4.发动机主轴承流体润滑计算与结果分析 (12)4.1流体润滑计算 (12)4.2流体润滑计算结果分析 (15)5.发动机主轴承耐磨性改进方案 (16)5.1增大轴颈直径 (16)5.1.1最小油膜厚度分析改进方案 (16)5.1.2润滑油温升分析改进方案 (17)5.2增大轴承宽度 (17)5.2.1最小油膜厚度分析改进方案 (17)5.2.2润滑油温升分析改进方案 (18)结论 (19)参考文献 (20)致谢 (21)流体动压润滑条件下滑动轴承的耐磨性优化分析前言滑动轴承是机械系统中常见的装置之一,也是生产过程中不可或缺的原件。
液体动压滑动轴承实验报告
液体动压滑动轴承实验报告液体动压滑动轴承实验报告引言液体动压滑动轴承是一种常见的摩擦副,广泛应用于工业领域。
本实验旨在通过实际操作和数据分析,探究液体动压滑动轴承的工作原理和性能特点。
实验目的1. 了解液体动压滑动轴承的结构和工作原理。
2. 探究液体动压滑动轴承的摩擦特性和承载能力。
3. 分析液体动压滑动轴承的性能优势和应用范围。
实验装置和方法实验装置包括液体动压滑动轴承、电机、压力传感器、转速传感器和数据采集系统。
实验步骤如下:1. 将液体动压滑动轴承装配在电机轴上。
2. 连接压力传感器和转速传感器,并将其与数据采集系统连接。
3. 调整电机转速,记录不同转速下的轴承压力和摩擦力。
4. 根据实验数据,分析轴承的摩擦特性和承载能力。
实验结果与分析通过实验记录的数据,我们可以得到不同转速下的轴承压力和摩擦力。
根据数据分析,我们可以得出以下结论:1. 随着转速的增加,轴承压力逐渐增大。
这是因为液体动压滑动轴承的工作原理是通过液体的动压效应来支撑轴承负荷,转速增加会导致液体的动压效应增强,从而增大轴承压力。
2. 随着转速的增加,轴承摩擦力逐渐减小。
这是因为液体动压滑动轴承的摩擦力主要来自于液体的黏滞阻力,转速增加会导致液体黏滞阻力减小,从而减小轴承摩擦力。
实验结论根据实验结果和分析,我们可以得出以下结论:1. 液体动压滑动轴承具有较好的承载能力。
通过增加转速,可以增大轴承的承载能力,适用于高速旋转设备。
2. 液体动压滑动轴承具有较低的摩擦力。
由于液体的黏滞阻力较小,轴承运行时的摩擦损失较小,有利于提高设备的效率和使用寿命。
3. 液体动压滑动轴承适用于高温和高速环境。
由于液体动压轴承不需要润滑油脂,可以在高温和高速环境下稳定工作,适用于一些特殊工况。
实验总结通过本实验,我们深入了解了液体动压滑动轴承的工作原理和性能特点。
液体动压滑动轴承具有较好的承载能力和较低的摩擦力,适用于高速旋转设备和高温环境。
然而,在实际应用中,还需要考虑到成本、维护和安装等因素,综合评估选择最适合的轴承类型。
液体动压滑动轴承实验
录七只周向压力表及一只轴向压力表的读数,根据读数可分别做出轴承周
向及轴向的油膜压力分布曲线图。
实验方法及步骤
四、实验方法及步骤
2.测定轴承摩擦特性曲线 在上述同样荷载条件下,将转速调低到500转/分,将拉力计吊钩与轴
承测力杆端的吊环相联接,脱开锁紧块,记录拉力计上的读数。然后依次
改变转速到400、300、200、100、50转/分,分别记录各转速时拉力计的 读数,待全部读数记录完毕后,卸载停机。这时可根据以下方程式来计算
主要内容
主要内容
一、实验目的 二、实验原理 三、实验设备介绍 四、实验方法及步骤
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
实验目的
一、实验目的
1.测定滑动轴承特性系数λ与摩擦系数f的关系,加强对润滑状态与
参数λ、n、p之间的关系理解。
2.测定液体摩擦状态下滑动轴承周向及轴向的油膜压力分布曲线,
以验证理论的正确性。
实验原理
二、实验原理
液体动压滑动轴承是利用轴颈本身的回转而起到“泵油”作用, 将润滑油带入摩擦表面之间,从而建立起压力油膜将摩擦表面分开。 要达到上述目的,必须满足一定条件。即①滑动轴承的轴和轴瓦之间 要形成收敛楔形间隙;②轴和轴瓦间的楔形间隙应充满有一定粘度的 润滑油;③轴要达到一定的旋转速度。本次实验就是将轴与轴瓦之间 从干摩擦、边界摩擦、混合摩擦直到完全液体摩擦的整个过程中的摩 擦力与轴承特性系数λ(ηn/p)之间的变化规律测量出来,用曲线进行 描述,并分析不同状态时的摩擦力大小;同时,当满足前述三个条件 而形成完全液体摩擦状态时,可测出滑动轴承的周向及轴向油膜压力 分布曲线,并依此可计算出轴承的承载能力。
实验方法及步骤
四、实验方法及步骤
1.测定轴承周向及轴向油膜压力分布曲线 将转速增加到800转/分,调节加载(溢流阀)手柄,增大压强到
高速流体动压滑动轴承的润滑分析
维普资讯
・
2 ・
湖 南轻 工业 高等 专科 学校 学报
20 0 2年 6月
未F ) (a = F ( + F ̄ u () 毒 z ) a, - s 。 3
=u ( P未 )
1 2 能量 方 程 . () 2
P≥2 a线 速 度 、一 1 0 m/ ) 因 此 这类 高速 轻 0MP , / 0 s , ,
j0 / ) / +( _ 出 J 2 + d
( 1 )
载或 高 速重 载 轴承 的润 滑 分 析 计 算 引 起 了人 们 的广 泛关 注 。2 0世 纪 9 O年 代 以来 , 着 计 算 机 技 术 、 随 计 算方 法 及测 试 技术 的 发 展 , 类 轴 承 的润 滑 分析 计算 该 已取 得 重 大 进 展 。 C meo 、 ik s S eni t等 分 a rn Pn u 、 tr lh c 别在 润 滑分 析计 算 的基 本 方 法 、 效 应 、 油 和 轴 承 热 混 中热 传 导对 轴 承静 特 性 的影 响 等 方 面 做 了重 要 的工 作 。针 对不 同速 度 及 载荷 条 件 , 合 考 虑 热传 导 、 综 瓦 面 弹性 变形 、 温 、 压等 多 种 因素 的 影 响 , 者 由简 粘 粘 作 到 繁地 进行 了等温 、 热 及热 传 导 三种 不 同热 边 界条 绝 件下 轴 承静 特性 计 算 。在 大 型 试 验 台上 进 行 了全 尺
高 速 流 体 动 压 滑 动 轴 承 的润 滑 分 析
郭 力 李 波 ,
(. 1湖南大学 机械与汽车 工程学 院 , 湖南 长沙 408 ;. 10 22 湖南 大学 电气与信息工 程学 院 , 湖南 长沙 40 8 ) 10 2
滚动轴承与滑动轴承的摩擦系数
圆锥滚子轴承
径向载荷
0.008
双列向心球面球轴承
0.0015
轴向载荷
0.02
双列向心球面滚子轴承
0.004
轧辊用圆锥滚动轴承
-
0.002-0.005
-
-
钢—钢、钢—尼龙
尼龙—尼龙
动压润滑
全液体润滑油膜(速度v>3m/min)
0.001~0.01
-
静压润滑
全液体润滑油膜
≤0.001
-
二、滚动摩擦系数(cm)
滚轮材料
滚道材料
滚动摩擦系数
(无量纲)
钢
钢
0.02-0.04
钢球
(d=1.6mm)
硬钢
0.00002
木
0.15-0.25
优质路
0.1
-
-
泥土路
0.22-0.28
-
-
铁梨木
柞木
0.05
-
-
-
榆木
0.08
-
-
-
轴承类别
摩擦系数
轴承类别
摩擦系数
单列向心球轴承
径向载荷
0.002
短圆柱滚子轴承
0.002
轴向载荷
0.004
长圆柱滚子或螺旋滚子轴承
0.006
单列角接触球轴承
径向载荷
0.003
滚针轴承
0.008
轴向载荷
0.005
推力轴承
用石墨、二硫化钼或粘结剂粘结的固体润滑材料
0.06~0.2
-
边界润滑
低效润滑
0.3~0.5
水、汽油、非潮湿性液体润滑的金属
一般润滑
叉车发动机滑动轴承的损伤探源
介绍几种滑动轴承早期损坏的形式 和失效机 理 及 预 防措 施 。图 1中所示 为 轴 瓦合 金 的 异
常损坏 形式 。
( ) 瓦摔 伤 ( ) 瓦烧 蚀 a轴 b轴
( ) 瓦拉 伤 () 瓦侧 面 磨损 ( ) 瓦 疲 劳 剥 落 c轴 d轴 e轴 图 l 轴 瓦 合 金 损 坏
1 擦 伤
轴承 与轴 颈 表 面发 生 直 接 接 触 而 产 生 的 斑 痕 或严 重擦 痕 称 为 擦 伤 。擦 伤 通 常 是 由于 瞬时 缺乏 润滑 造 成 的。造 成 擦 伤 的 主 要 原 因 是发 动机 起动 后 立 即转 入 高 速 。发 动 机 起 动 流经 发 动 机 。如 果 启 动后 立 即 转 入 高 速 , 此
的时 间 略 微 长 一 点 , 承 就 会 损 坏 。同 时 还 轴
伤 的前 奏 。另 外 , 少 量 的 空 气 会 进 入 润 滑 当
・
如 后 , 要 1 ~2 s 时间 才会 有 充足 的润 滑 油 坏 发 生得 很 迅 速 , 果 擦 伤 的形 成 条 件 存 在 需 5 0的
时滑 动轴 承 中 尚 未 形 成 油 流 , 轴 承 和 轴 颈 应指 出 , 伤 还 是 过 度 磨 损 和 疲 劳 剥 落 等 损 在 擦
使 轴瓦呈 对 角线 磨 损 , 原 因 是 轴 颈 相对 和 切 向载 荷 的 反 复作 用 , 有 些微 凸 体 被 削 其
轴 承孔倾斜 。 上下 瓦对 口平 面 附 近各 呈 现 一 块 对 应 的 磨损 区 , 原 因是轴 承盖 装 配 后 有 横 向错 位 ; 其 轴 瓦对 口平 面 附 近呈 现 磨 痕 , 原 因是 自 由 其
机械设计4[1].12#滑动轴承
§4-4 流体润滑原理简介
(一)流体动力润滑:两相对运动的摩擦表面借助 流体动力润滑: 于相对速度而产生的粘性流体膜来平衡外载荷; 于相对速度而产生的粘性流体膜来平衡外载荷; (二)弹性流体动力润滑:高副接触中,接触应力 弹性流体动力润滑: 使表面产生局部弹性变形,在接触区形成弹性流 体动力润滑状态; (三)流体静力润滑:将加压后的流体送入摩擦表 流体静力润滑: 面之间,利用流体静压力来平衡外载荷;
du 即 : τ = η ( 4 6) dy
剪切 应力 动力 粘度 速度 梯度
Uh h u
x
y
u=0
13
b)运动粘度与动力粘度的换算关系: η 2 ν= m / s 粘—温曲线见 图4-9 密度 ρ
动力粘度η:主要用于流体动力计算.Pas 动力粘度 运动粘度ν:使用中便于测量.m2/s 运动粘度 2.油性(润滑性):润滑油在摩擦表面形成各种吸附膜 油性
23
径向轴承, 滑动轴承 :径向轴承,止推轴承
24
§12-2 径向滑动轴承的结构
整体式径向滑动轴承
对开式径向滑动轴承 对开式径向滑动轴承 径向
图15-18 斜剖 分式径向 径向滑动 分式径向滑动 轴承
25
26
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28
29
§12-2 径向滑动轴承的结构
调心滑动轴承
可调间隙的滑动轴承
30
滑动轴承
MPa m / s
v=
πn ( d1 + d 2 )
60 × 1000 × 2
≤ [v ]
m/s
44
(上式中各参数见表12-6) 上式中各参数见表 )
中南大学考研试题
设计计算非液体滑动轴承时要验算: 设计计算非液体滑动轴承时要验算 1) ; 其目的是 p ≤ [ p] 2) 3)
水润滑轴承弹流动压润滑和摩擦特性数值计算分析
1 3 原 方 程 的缺 陷方 程 .
应 用多重 网格法求解 非线性 问题 , 只有 在最 高 层 才能对 离散 的原方程 进行松 弛迭代 , 而在 以下 的 各 层 网格都 是对方程 的缺 陷方 程进行松 弛迭代 的 。 雷诺 方程 的缺 陷方 程 为
[, , 1一( J ¨¨) i+ £l P , £ j 1 + . P, J
以控 制 流程 的走 向 , 参 数 )用 以控 制 循 环 的方 而 , 式 。er 和 er 自定 义 计 算 的精 度 容 许 误 差 。 r r 为
每一 层 均使用 Ga s—ed l 弛 。 u s ie 松 S
图 3 实 际轴 承 液 膜 厚 度 分 布
从 图 2 3可 以看 出 : 、
6 9
第 5 期
船
海
工
程
第4 O卷
±
ER R
只有 在最 高层 , 右端 项 g 一 k 2
,
其余 层 的右
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端 向量也 是 由上
一
层传 递下 来 , 有
l l 利 用上 式一 的量 纲 一 的量 群 对 雷诺 方 程 、 厚 膜
g } ∑∑( 卜一— △ ( p) I +
( = 0 1 … , 一 0, , , , , , x; 1 … , ) ( 1 1 )
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膜 明显变 薄 。
分析 轴承 的 润滑 和摩 擦 性 能 , 计算 轴 承 在 不
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Lub i a i n S a e n e r Ana y i f Hy o y a i a i g rc to t tsa d W a l s so dr d n m c Be r n
HU Do g l n GU Ru- a, QI h n Z N Gu n n -i g, a O in 。 AN Z o g, E G a g
字 木交 ; i ; i
理论 / 研发 / 设计 , 翩造
动压滑动轴承润滑状态与磨损分析
胡冬 良 。 郭瑞 娜 , 钱忠 曾光 z , ,
( . 科 滑 动 轴 承 股 份 有 限 公 司 , 江 诸 暨 3 10 :. 原 科 技 大学 机 电工 程 学 院 , 原 0 0 2 ) 1申 浙 1 8 0 2太 太 3 0 4
润 滑 产 生一 个 相 对滑 动 面 的 完全 物 理分 离 ,运 动 副 两 摩 擦 面 间完 全 被一 层 润 滑 膜隔 开 ,润 滑 膜 的厚 度 一般 在 25 . m 以上 。 对运 动 的两 表 面彼 此 分离 , 相 导致 相 对运
增 加 出现 较 小 的摩 擦 因数 ,并 认 为它 是 流 体 动 压润 滑与 混合 润 滑 的转 化点 。 随后 G m e 将 这一 现 象 与 S e ek v bl t i c rb 的 振动 加 以测试 和分 析 可 以 掌握 它 的振 动特 性 。对 于本 课 题所 研 究 的 卷绕 机 来 说 ,升 速 过 程 和 降速 过 程 中所 表 现 出来 的振 动 现象 基 本 一 致 ,即振 动 随着 转 速 的 升 高而 加 剧 , 着转 速 的 降低 而 减缓 , 15 0 m n 近 达 到最 随 在 30d i附 大 , 明在该 转 速 附件 存 在一 个 系 统 的 固有 频率 。 同转 说 不 速 下 的振 动 信 号 的频 谱 分 析 和 阶次 分 析都 可 以看 出 振 动 中 占主要 成 份 的都 是 工作 转 速 引 起 的一 倍 频 振 动 ,因此
能 力 取 决 于 相 对 运 动
面 之 间 所 形 成 的 流 体 膜 的种 类 , 流体 膜 的 该 形 成 不 仅 与 滑 动 轴 承
与 轴 承 支 撑 的 转 轴 的
润滑状态。由于摩擦与磨损问题的复杂性与轴承本身运
的 寿命 进 行 计算 很 难 有 一 个 准确 的结 果 ,因此 对生 产 实 践 也就 没 有 什 么实 际 的 意 义 。而 对 于滑 动 轴 承 运行 中润
Ke r s u rc t n s ae h d o y a c b a i g we r l e y wo d :l b i a i t t ; y r d n mi e rn ; a ; i o f
1 引 言
试 验 曲 线 相结 合 , 出 提 如 图 1所 示 的 润 滑 状
2 润滑 状 态 的物理 分 析
三 种方 式 或领 域 的运 行状 态 l l 】 。
2J 完全 油 膜 润 滑 状 态 .
润 滑 状 态 是 南 美 国 的 Ro e T u s n于 1 8 b rH.h rt o 9 5年 首 次 提 出 的 ,当 时他 观 察 到径 向滑 动 轴 承 随着 载 荷转 速
( .h n eSieB aigC roain Z ui 1 8 0 C ia 2S h o o c iey&E eto is n iern. 1 e k l e r op rt . h j 3 0 , hn ; .c ol f S d n o 1 Ma hnr lcrnc gn eig E
T iu n U i est o ce c n e h oo y T iu n0 0 2 , h n ) ay a n v ri f in ea d T c n lg , ay a 3 0 4 C i a y S Ab t a t s r c :Th s p p r c ri s o tt e p y i a n l s s a d t e t e r tc lc l u a i n f r h d o y a c b a i g u d r i a e a re u h h sc la a y i n h h o e i a a c l t o y r d n mi e rn n e o
滑 状态 与磨 损 过程 的 研 究 ,却 可 以 帮助 我 们 对 滑 动轴 承
行状态 的复杂性 ,用磨损量作为衡量依据来对滑动轴承 的 结构 设 计 有 关 , 且 而
转 速有 关 。 承具 有 以 轴 其 在 被 称 为完 全 油 膜 、
混 合 膜 和 边 界 润 滑 的
的运 行 过程 有 一 个更 深 入 的 了解 ,对 生产 实 践 也有 重 要 的指导 作 用 。
d fe e t u rc t n o d t n i r n l b i a i c n ii .Th ef c o h w a o b a i g e f r n e s n r d c d f o o e f t f t e e r n e rn p ro ma c i e i to u e .Th o g c n r t ru h o cee e a l s h p p r a a y e h e s n f b a n a g .wh c r v s t a t e l b i a in s a e h s d r c x mp e .t e a e n l z s t e r a o 0 e t g d ma e i i h p o e h t h u rc to t t a a i e t r l t n h p wih a r so n i . e a i s i t b a i n a d lf o e
态 图 。 动轴 承 的承 载 滑
动 压滑 动轴 承 以流 体润 滑理 论 为基 础 , 助 于 两个 用借 生 的黏 性 流 体膜 使 两
摩擦 表 面完 全分离 , 由流 体膜 产生 的压 力来 平衡 外载 荷 。 轴 承的 失 效形 式 之 一 就是 因为 磨损 导 致 轴 承建 立 流 体 动 压 润滑 的必 备 条件 遭 到 破坏 而 无 法 建立 起 完 全 油膜