油膜理論
關注創建者：FHQtyust 創建時間：2019-06-28
油膜理論的實例教程
擠壓油膜理論
如果摩擦副之間已經形成具有一定厚度的初始油膜厚度，在外載荷的作用下，油膜被擠壓變薄。與此同時，在摩擦副間形成壓力場，此壓力場的合力，可以平衡外載荷力。油膜受擠壓而產生的平衡外載荷力的效果，稱為油膜的擠壓效應。
設有一半徑為R的圓盤，與壁面之間開始形成的油膜厚度為h，在外載力W的作用下，圓盤的油膜受擠壓而變薄，即有一定的流量要從圓盤下向外側排出，同時在圓盤底面產生了壓力場，此壓場的合力，與外載荷力向平衡。
平面圓盤下油膜的承載能力，與壓下的速度成正比，與油膜厚度的三次方成反比，與油的粘度和圓盤半徑有關。油膜厚度越薄，其承載能力大幅增加。但當載荷越大，作用時間越長，甚至發生圓盤與壁面的直接接觸，這時油膜擠壓效應就沒有作用了。
展開 2.徑向滑動軸承
轉動軸被支承在軸瓦內，并有一很小的間隙，如果有一載荷施加在軸頸上，軸載軸承內將產生偏心，軸轉動時，就形成收斂-擴散的間隙，建立起一層油膜以支承載荷。
徑向滑動軸承與斜面滑塊動壓支承的最大不同點是油膜腔的形狀。斜面動壓支承的油膜腔呈收縮形，沒有擴散段，邊界條件十分明確，進口和出口處的壓力均為環境壓力；而徑向滑動軸承的油膜腔的徑向厚度h是轉角的連續函數，它有收縮段，也有擴散段，而且是首尾相連。在收縮段可以形成動壓力場，其分布規律類似于斜面滑動支承，但擴散段的流動情況復雜，使確定邊界條件帶來一定困難。
展開 摩擦副間即使有油膜存在，由于摩擦表面作相對高速滑動，這種滑動摩擦力所消耗的機械功，轉化成熱能，將油膜溫升而產生熱膨脹，熱膨脹使油膜產生一個附加的壓力場，這個壓力場所構成的流體動反力有支承一定外載荷的能力，稱為油膜的熱楔效應。
在絕熱條件下探究：
壓差流動所產生的溫升——液流通過間隙時將產生壓降，壓力的損失導致液流的溫升。
剪切流動所產生的溫升——兩相對滑動的平板間，液體剪切流動所產生的摩擦熱，使液體發生溫升。
壓差流和剪切流聯合作用下的溫升：
1.壓差流和剪切流互成正交的情況；
2.壓差流與剪切流同向或反向的情況。
油膜的熱楔效應，與油膜的厚度有密切的關系，油膜越薄，溫升就越高，相應的承載能力也越大。
展開 它研究的主要對象是名義上的線接觸和點接觸的油膜形成和潤滑問題
在重載接觸中，名義上是線接觸或點接觸，實際上受載后的接觸卻發生在一個較為窄小的面積上。在接觸區內壓力很高，使表面產生相當大的彈性變形，同時也使其間的潤滑油粘度大為增加。理論分析和試驗研究證實，在一定的條件下，接觸區內可形成將兩表面完全隔開的油膜。
這類潤滑問題的特點是：要考慮接觸面的彈性變形和潤滑油的粘度變化。
實際上，接觸體表面都不是絕對光滑的，設兩表面粗糙度的均方根值分別為和
用表示兩表面合成的粗糙度，
用 h 表示兩表面間形成的平均油膜厚度；
則表示彈流油膜比厚，它反映著彈流潤滑的性能。
當3" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/images/202205/tZjrtupswVRT5euQNenMAp.png?image_process=/format,webp" data-pc-src="https://img.jishulink.com/images/202205/tZjrtupswVRT5euQNenMAp.png?
展開 靜壓支承的關鍵問題在于，當外負載力發生變化時，如何保證支承面上的流體動反力（即承載能力）也隨之發生變化，使二力始終保持在允許的油膜厚度下相平衡，既不使支承面發生固體接觸，也不能讓支承面產生過大的間隙從而造成大量泄漏。
辦法就是在油腔進口前裝阻尼器，使支承具有雙重阻尼，（即進口固定阻尼與支承面密封帶可變間隙阻尼的串聯），實質上是一個具有壓力反饋的閉環自動調節系統，支承面同時具有三個作用：
1.支承外負載力的作用
2.力—位移傳感器的作用
3.可變間隙阻尼器的作用
動態調節過程為：當外負載力增加時，破壞了外負載力與流體支承反力的平衡，支承面密封帶處的油膜厚度便要減小；與此同時，由于間隙減小使得支承面的間隙處液阻增加，泄漏量減少，從而使油腔中的壓力提高，（這是由于串聯使通過固定阻尼器的流量與通過支承面密封帶可變間隙阻尼的泄漏流量是相等的，故通過固定阻尼器的流量也隨之減小，從而降低了固定阻尼兩端的壓降，使油腔內的壓力提高），使支承面的流體動反力相應提高，從而達到新的外負載力與支承面流體動反力，在新的油膜厚度下，達到新的平衡。
注：通過阻尼器的流量與阻尼器前后壓差呈正比
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2、彈性流體動壓
經典油膜動力學計算理論將摩擦副視為剛性體，使得計算得到的承載能力比實際承載能力偏低。
（6）考慮軸承座彈性的滑動軸承分析
經典油膜動力學計算理論將軸承視為剛性體，使得軸承計算承載能力比實際承載能力偏低，對于高負載滑動軸承尤為明顯。Tribo-X可以基于軸承有限元模型提取軸承柔度矩陣，在考慮線彈性材料行為的基礎上，計算彈性變形對油膜壓力及油膜間隙等計算結果的影響。
它研究的主要對象是名義上的線接觸和點接觸的油膜形成和潤滑問題
在重載接觸中，名義上是線接觸或點接觸，實際上受載后的接觸卻發生在一個較為窄小的面積上。在接觸區內壓力很高，使表面產生相當大的彈性變形，同時也使其間的潤滑油粘度大為增加。理論分析和試驗研究證實，在一定的條件下，接觸區內可形成將兩表面完全隔開的油膜。
這類潤滑問題的特點是：要考慮接觸面的彈性變形和潤滑油的粘度變化
1.斜面滑塊的動壓支承
摩擦副二滑動面間有傾斜，并以相對速度U做滑動，則在滑動面間將產生流體動力壓力場，而此壓力場的積分，就構成了承載能力W。而主要的研究內容是研究滑動面間的壓力分布、壓力中心、承載能力、摩擦力、泄漏流量以及溫升。
2.徑向滑動軸承
轉動軸被支承在軸瓦內，并有一很小的間隙，如果有一載荷施加在軸頸上，軸載軸承內將產生偏心，軸轉動時
流體靜壓技術是一項新技術，包括靜壓軸承、靜壓導軌和靜壓絲杠，稱為“三靜”技術，在機床上得到日益廣泛的應用。靜壓支承在結構上至少要有一個進口阻尼器和一個帶有油腔和密封帶的支承面組成。
壓力為P的油液，通過進口阻尼器產生壓降，在油腔內形成壓力Ps，在Ps的作用下，液流通過密封帶而產生泄漏流量，并在密封帶內形成呈一定變化規律的壓力場，這個壓力場和中心油腔內Ps的壓力場
摩擦副間即使有油膜存在，由于摩擦表面作相對高速滑動，這種滑動摩擦力所消耗的機械功，轉化成熱能，將油膜溫升而產生熱膨脹，熱膨脹使油膜產生一個附加的壓力場，這個壓力場所構成的流體動反力有支承一定外載荷的能力，稱為油膜的熱楔效應。
在絕熱條件下探究：
壓差流動所產生的溫升——液流通過間隙時將產生壓降，壓力的損失導致液流的溫升。
剪切流動所產生的溫升——兩相對滑動的平板間，液體剪切流動所產生的摩擦熱
擠壓油膜理論
如果摩擦副之間已經形成具有一定厚度的初始油膜厚度，在外載荷的作用下，油膜被擠壓變薄。與此同時，在摩擦副間形成壓力場，此壓力場的合力，可以平衡外載荷力。油膜受擠壓而產生的平衡外載荷力的效果，稱為油膜的擠壓效應。
2 滑動軸承支撐中的油膜力計算，根據情況不同可分為長軸承理論和段軸承理論，對油膜的考慮分為全油膜（2π油膜）和半油膜（π油膜）兩種假設。
2 擠壓油膜阻尼器的油膜力計算過程中，需要考慮端部密封和打開兩種情況，也即長短軸承理論，油膜也許考慮全膜和半膜兩種情況，軟件中都有選項可供用戶選擇。
2 對于不同的數值計算類型，軟件中編制了不同的運算算法，用戶可以選擇系統默認或自行規定算法。
2 滑動軸承支撐中的油膜力計算，根據情況不同可分為長軸承理論和段軸承理論，對油膜的考慮分為全油膜（2π油膜）和半油膜（π油膜）兩種假設。
2 擠壓油膜阻尼器的油膜力計算過程中，需要考慮端部密封和打開兩種情況，也即長短軸承理論，油膜也許考慮全膜和半膜兩種情況，軟件中都有選項可供用戶選擇。
2 對于不同的數值計算類型，軟件中編制了不同的運算算法，用戶可以選擇系統默認或自行規定算法。
