流体动力润滑.ppt

流体动力润滑
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§5-1 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。
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§5-1 概 述
润滑剂的承载作用和摩擦副的结构与润滑类型有着密切的关系。例如，在流体润滑状态下，摩擦表面可以完全由具有足够压力的油膜分隔开，磨损极小；在混合润滑状态下，油膜较薄．有部分微凸体接触，而在边界润滑状态下，起润滑作用的只是极薄的边界润滑膜，磨损较大。
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§5-1 概 述
德国学者Stribeck于1900~1902年间曾经对滚动轴承和滑动轴承进行了全面试验，测出了随工作变量(载荷N、速度η、粘度η)而变化的摩擦因数（f ）。为了消除粘度与温度的关系对试验结果的影响，Stribeck重新计算了使油温恒定在25℃时测得的以载荷和速度为函数的摩擦因数。Stribeck的精确试验测量结果为Sommerfeld的理论工作以及流体动压润滑轴承理论的建立奠定了基础。
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§5-1 概 述
在图中，以简化的方式将Stribeck曲线的形状绘成摩擦系数随参数(η，v，1／N)而变化的曲线。现在普遍承认，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(注：图中，ηv／N与Sommerfeld数 s 的倒数有关)。
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§5-1 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：
式中：h——两摩擦表面粗糙峰中线间的距离，即平均油膜厚度，或称中线油膜厚度；如果两表面系曲面，则h指最小缝隙处的中线油膜厚度；
——两表面的综合粗糙度。 ， 分别为两摩擦表面的轮廓均方根偏差。
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§5-1 概 述
本章主要介绍流体动压润滑的基本原理及其应用，而有关弹性流体动压润滑、混合润滑及边界润滑的内容将在下一章介绍。
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。
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§5-1 概 述
Tower在1883年首先观察到，采用润滑油的火车轮轴承在运动时产生的流体动压力足以将轴承壳体油孔中的油塞顶掉。此后，1886年Reynolds应用流体力学中的Navier-stokes方程推导出计算流体润滑油膜压力分布的微分方程，称为Reynolds方程，从而为流体动压润滑理论奠定了基础。
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§5-1 概 述
油膜压力的产生过程可用右图来解释。在图 (a)中，上表面为一固定的倾斜楔块，下表面向右方运动并将粘性油带入与固定表面之间的间隙内。从图中可以看出，油被带入间隙后并向右方流动时，它所面临的空间愈来愈小。润滑油是不可压缩的，所以其压力必然增加。
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§5-1 概 述
同时，压力具有使流体从高压向低压流动的特性，从而可以限制油从大的间隙进入，同时也迫使油通过小的间隙流出，以达到流量连续的目的，其压力及速度分布如图 (b)所示。
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