分析油膜滑动轴承的工作原理

发布时间：2022-06-17

来源：因联智慧诊断

透平压缩机采用的油膜滑动轴承属于动压轴承类，即依靠轴颈（或止推盘）本身的旋转，把滑油带入轴颈（或止推盘）与轴瓦之间，形成楔状油膜，受到负荷的挤压建立起油膜压力以承受载荷，如图1。

图1 油膜滑动轴承原理

为说明楔形油膜的承载能力，以止推轴承油楔为例，首先假定瓦块不倾斜，保持和止推盘平行，由于止推盘旋转，当然会把油带进瓦块和止推盘之间的间隙中来，形成油膜，止推盘旋转时带进多少油，也会带出多少油。如果借助止推盘对这样的油膜施加压力，就会将油从间隙中挤出，当然油受挤压后不仅从出油口挤出，也会从进油口挤出，其结果和未施加压力时相比，从进油口流进的油的平均速度比出油口流出的速度小，进入间隙的油量反比流出的流量小，因而这种油膜不能持久。如果适当增加进油口的面积，随着流动方向呈收敛形，在负载的作用下，保持进油和出油的量相当，这样就能维持稳定的油膜，产生持续的油膜压力，承受轴承的载荷。

从这个简单分析可以看出：要使油膜稳定具有承载能力，，必须使油隙呈楔状，进油口大，出油口小；第二，止推盘（或轴颈）对瓦块有相对速度；第三，油具有一定的黏性。前面提到的止推轴承和支持轴承油膜都具有这些特点，因而能起到轴承的作用。轴承油膜各处的压力并不一致，如图1（b）所示，从油楔进油口起沿下半瓦油膜压力逐渐升高至Z大压力pmax，然后逐渐减少。支持轴承的任务就是在一定的负荷P、转速和供油情况下，形成油膜压力，承受负荷P，保持轴颈与轴承轴瓦之间有一定的Z小间隙hmin，而且油温不应过高。

轴承油膜的形成和油膜压力的大小受轴的转速、滑油黏度、轴承间隙以及轴承负荷和轴承结构等因素的影响。一般转速越高，油的黏度越大，被带进的油就越多，油膜压力越大，承受的载荷也就越大。但是，油的黏度过大，会使油分布不均匀，增加摩擦损失，不能保持良好的润滑效果。轴承间隙过大，对油膜形成不利，并增大油量的消耗；过小，又会使油量不足，不能满足轴承冷却的要求。负荷过大，油膜形成会很困难，当超过轴承的承载能力时，轴瓦就会烧坏。对支持轴承来说，轴承的长度L和直径d之比对轴承的承载能力影响也很大， L/d愈大，承载能力愈大。但L/d过大，滑油不容易从轴端流走，使轴承温度升高，而且由于制造安装误差，不可避免的轴偏斜使轴承端部产生的边缘压力过大，造成严重磨损和疲劳破坏，所以L/d过大是没有好处的。一般圆瓦轴承和可倾瓦轴承L/d分别为0.6~1.0和0.4~0.6。

透平压缩机采用Z早和普遍的是圆瓦轴承，后来逐渐采用椭圆瓦轴承、多油楔轴承和可倾瓦轴承。

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