分析油膜滑動(dòng)軸承的工作原理

來源：因聯(lián)智慧診斷

透平壓縮機(jī)采用的油膜滑動(dòng)軸承屬于動(dòng)壓軸承類，即依靠軸頸（或止推盤）本身的旋轉(zhuǎn)，把滑油帶入軸頸（或止推盤）與軸瓦之間，形成楔狀油膜，受到負(fù)荷的擠壓建立起油膜壓力以承受載荷，如圖1。

圖1 油膜滑動(dòng)軸承原理

為說明楔形油膜的承載能力，以止推軸承油楔為例，首先假定瓦塊不傾斜，保持和止推盤平行，由于止推盤旋轉(zhuǎn)，當(dāng)然會(huì)把油帶進(jìn)瓦塊和止推盤之間的間隙中來，形成油膜，止推盤旋轉(zhuǎn)時(shí)帶進(jìn)多少油，也會(huì)帶出多少油。如果借助止推盤對(duì)這樣的油膜施加壓力，就會(huì)將油從間隙中擠出，當(dāng)然油受擠壓后不僅從出油口擠出，也會(huì)從進(jìn)油口擠出，其結(jié)果和未施加壓力時(shí)相比，從進(jìn)油口流進(jìn)的油的平均速度比出油口流出的速度小，進(jìn)入間隙的油量反比流出的流量小，因而這種油膜不能持久。如果適當(dāng)增加進(jìn)油口的面積，隨著流動(dòng)方向呈收斂形，在負(fù)載的作用下，保持進(jìn)油和出油的量相當(dāng)，這樣就能維持穩(wěn)定的油膜，產(chǎn)生持續(xù)的油膜壓力，承受軸承的載荷。

從這個(gè)簡單分析可以看出：要使油膜穩(wěn)定具有承載能力，，必須使油隙呈楔狀，進(jìn)油口大，出油口?。坏诙?，止推盤（或軸頸）對(duì)瓦塊有相對(duì)速度；第三，油具有一定的黏性。前面提到的止推軸承和支持軸承油膜都具有這些特點(diǎn)，因而能起到軸承的作用。軸承油膜各處的壓力并不一致，如圖1（b）所示，從油楔進(jìn)油口起沿下半瓦油膜壓力逐漸升高至Z大壓力pmax，然后逐漸減少。支持軸承的任務(wù)就是在一定的負(fù)荷P、轉(zhuǎn)速和供油情況下，形成油膜壓力，承受負(fù)荷P，保持軸頸與軸承軸瓦之間有一定的Z小間隙hmin，而且油溫不應(yīng)過高。

軸承油膜的形成和油膜壓力的大小受軸的轉(zhuǎn)速、滑油黏度、軸承間隙以及軸承負(fù)荷和軸承結(jié)構(gòu)等因素的影響。一般轉(zhuǎn)速越高，油的黏度越大，被帶進(jìn)的油就越多，油膜壓力越大，承受的載荷也就越大。但是，油的黏度過大，會(huì)使油分布不均勻，增加摩擦損失，不能保持良好的潤滑效果。軸承間隙過大，對(duì)油膜形成不利，并增大油量的消耗；過小，又會(huì)使油量不足，不能滿足軸承冷卻的要求。負(fù)荷過大，油膜形成會(huì)很困難，當(dāng)超過軸承的承載能力時(shí)，軸瓦就會(huì)燒壞。對(duì)支持軸承來說，軸承的長度L和直徑d之比對(duì)軸承的承載能力影響也很大， L/d愈大，承載能力愈大。但L/d過大，滑油不容易從軸端流走，使軸承溫度升高，而且由于制造安裝誤差，不可避免的軸偏斜使軸承端部產(chǎn)生的邊緣壓力過大，造成嚴(yán)重磨損和疲勞破壞，所以L/d過大是沒有好處的。一般圓瓦軸承和可傾瓦軸承L/d分別為0.6~1.0和0.4~0.6。

透平壓縮機(jī)采用Z早和普遍的是圓瓦軸承，后來逐漸采用橢圓瓦軸承、多油楔軸承和可傾瓦軸承。

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