两平板间油膜场中微单元体受力图 上图是两块成楔形间隙的平扳,间隙中充满润滑油。假设两平板在z方向为无限宽(即假设液体在z方向没有流动),研究楔形油膜中一个微单元体上的受力平衡条件 ,即 整理后即可得到压强p变化与剪应力的变化规律: 将牛顿粘性定律公式代入上式并积分;确定积分常数,即可得到描述油膜场中各点流速v的公式: h为任意位置x处的油膜厚度。 设在z方向取l单位长度,则单位时间内流经任意位置x处的流量为 ,将速度v公式代入,积分即得 由于液体为不可压缩,因此流经任何x位置处的流量Q都应相等,亦即Q沿x方向无变化,这就是连续条件,用数学表示即为 即得: (a) 该式称为无限宽轴承液体动压基本方程,又称一维雷诺方程。 实际轴承都是有限宽的,因此雷诺方程是二维的,即: z为轴承宽度方向坐标。 雷诺方程描述了油膜场中各点油压p的分布规律,它是液体润滑理论的基础。 2 油楔承载机理 对公式积分一次,令处的油膜厚度为h0则由一维雷诺方程得到如下公式 (b) 从上式可看出,如两块平板互相平行,即在任何x位置处都是h=h0,则,亦即油压p沿x方向无变化,则油膜场中如无外压供应,油膜不能自动产生动压。 如果两块平板沿动平板运动速度v方向呈收缩形间隙,则动平板依靠粘性将润滑油由间隙h大的空间带向间隙小的空间,由此而使油的压强**环境压力。式(b)中油压沿x方向的变化率与油膜厚度h之间的关系,如图所示曲线。由式可知,当h>h0时,即油压随x 的增加而增大,这在图中相当于从油膜大端到h0这一部分;当h<h0时,即油压随x 的增加而减小,这在图中相当于从h0向右到油膜小端。而压强在h=h0处较大。油压分布曲线沿整块动平板的积分即为其总承载能力,当轴承油膜承载能力与外载荷F平衡时,油膜场维持在一定油膜厚度下工作。 油膜承载机理