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液体静压轴承原理介绍及设计准则

2018-06-23

供油压力恒定系统的液体静压轴承和轴瓦的构造。外部供给的压力油通过补偿元件后从供油压力降至油腔压力,再通过封油面与轴颈间的间隙从油腔压力降至环境压力。多数轴承在轴不受外力时,轴颈与轴承孔同心,各油腔的间隙、流量、压力均相等,这称为设计状态。当轴受外力时轴颈位移,各油腔的平均间隙、流量、压力均发生变化,这时轴承外力与各油腔油膜力的向量和相平衡。补偿元件起自动调节油腔压力和补偿流量的作用,其补偿性能会影响轴承的承载能力、油膜刚度等。供油压力恒定系统中的补偿元件称为节流器,常见的有毛细管节流器、小孔节流器、滑阀节流器、薄膜节流器等多种。供油流量恒定系统中的补偿元件有定量泵和定量阀。补偿元件不同,轴承载荷-位移性能也不同。由于轴的旋转,在轴承封油面上有液体动压力产生,有利于提高轴承的承载能力。这种现象称为动压效应,速度越高,动压效应也越显著。

设计液体静压轴承时应根据要求性能进行优化,如要求承载能力最大,油膜刚度最大,位移最小,功耗最少等。为增大轴承的动压效应和减少流量,液体静压轴承的封油面宜适当取宽些;为提高轴承的油膜刚度,轴承间隙宜适当取小些;轴承的温升、流量与供油压力成正比,泵功耗与供油压力的平方成正比,故在满足承载能力的前提下供油压力不宜过高。设计状态下的油腔压力与供油压力之比称为压力比。它是影响轴承性能的重要参数,可根据对承载能力、油膜刚度和位移等不同要求选取。按设计状态下油膜刚度最大的原则选取时,压力比为:毛细管节流器0.5,小孔节流器0.586。润滑油粘度应根据轴承的摩擦功耗和泵功耗之和为最小的原则选取。对于中等以下速度的轴承,摩擦功耗与泵功耗之比为1~3时,总功耗为最小。

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