流體動壓潤滑及流體靜壓潤滑對比分析
1.流態轉變的影響
空壓機運動流體的流態分為層流和紊流(湍流) 兩種。層流是指流體各流層之間沒有流動交 流動穩定; 紊流是指流動不穩定,出現無規則、隨機小旋渦。潤滑劑的流態一般處于 換,層流狀態,但在某些情況下,比如高速大型軸承或低粘度軸承中,潤滑劑表現為紊流。
根據相似理論,流體力學建立了判斷流態的準則,這就是雷諾數Re.雷諾數是流體的 慣性力和粘性力之比:
式中:流體密度;流體速度;
D一-物體特征尺寸,管道流動時即為管道內徑;
7,v一流體的動力粘度和運動粘度。
所以,雷諾數的取值大小反映了流體運動中慣性力、粘性力對流體運動影響的大小。Re 較小,粘性力起主導作用,擾動影響被抑制,流動維持在穩定的層流流動。
隨Re的增大,慣性作用與粘性作用相當,流動開始從層流向紊流轉變;Re 繼續增大,流動完全成為紊流狀態。
此時雷諾方程不再適用。潤滑劑的作用可能失效。為了了解和判斷流態變化,引人了臨界雷 諾數概念,即流體由層流轉變為親流時所對應的Re,用Recr 表示。
以軸承為例作一說明。徑向軸承,近似于兩同心圓柱體,其內圓柱體轉動; 推力軸 承,則可看作兩相互平行圓盤的相對轉動。軸承的雷諾數可表示為:
由于幾何形狀的特殊性,軸承中的流動是二維,加上各點溫度不同,粘度不等,所以,軸 承流動更加不穩定。由實驗測定Recr,考慮安全因素,選取Recr = 100~ 1500。
當然,這是一個粗略的數值,只能用來預示轉變的開始。
流態轉變會產生以下的影響:功率消耗增大;溫度升高;油液流量減少;摩擦系數劇烈增 加;軸承工作時偏心率增大等。
2.流體靜壓潤滑
流體動壓潤滑最大的問題是,在低速或靜止狀態下無法形成足夠的壓力,使油膜能承 受載荷,所以出現半千摩擦狀態,使表面磨損。
流體靜壓潤滑卻能在靜止狀態,很大速度 范圍內承受外載荷作用而不出現磨損。其主要優點是:
(1).起動摩擦阻力小;
(2).適用的速度范圍較寬;
(3).運動精度高;
(4).抗振性好;
(5).使用壽命長。
由于上述優點,機床中應用流體靜壓軸承起,流體靜壓潤滑得到廣泛應用,尤其近 20多年以來,大量應用在重型機床、精密機床、高效率機床和數控機床中,在測試儀器、冶金機械,發 電設備以及一些通用機械設備中也得到應用。