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冷轧铝塑性变形区润滑膜厚度研究

齿轮传动最小油膜厚度分析及改善润滑的措施

№.6 陕西科技大学学报 Dec.2009 ?84? J OU RNAL OF SHAANXI UN IV ERSIT Y OF SCIENCE &TECHNOLO GY Vol.27　文章编号:1000-5811(2009)06-0084-03 齿轮传动最小油膜厚度分析及改善润滑的措施王宁侠1,蒋新萍2 (1.陕西科技大学机电工程学院,陕西西安　710021;2.常州轻工职业技术学院机械工程系,江苏常州　213164) 摘　要:根据弹性流体动力润滑理论,通过对齿轮传动中形成动压油膜的参数分析,得出齿面最小油膜厚度发生在小齿轮齿根与大齿轮齿顶开始啮合点的位置,认为应以此处的润滑状态作为齿面润滑状态的判断依据,同时给出了一些改善齿轮传动润滑状态的措施. 关键词:弹性流体动力润滑;起始啮合点;油膜厚度中图分类号:T H132.41 文献标识码:A 图1　弹性流体润滑时的油膜厚度及压力分布0　引言齿轮传动除节点外各啮合点处均有相对滑动, 因此齿面的润滑是必不可少的,而齿面的润滑状态与齿面的失效形式密切相关.根据弹性流体润滑理论,点、线接触的运动副其表面的润滑油膜厚度与材料的弹性变形、流体动压和粘压关系、两接触表面的平均速度、所受载荷大小等有关,微接触区内油膜厚度及油压的变化如图1所示,其最小油膜厚度的计算公式,即道森2希金森方程如下[1]:h min =2.65α0.54(η0v ) 0.7R 0.43E ′-0.03W -0.13(1 )图2　齿轮啮合的几何参数式中:α为润滑油的粘压系数;η0为大气压下的粘度;v 为两接触表面沿相对运动方向的平均速度;R 为接触点的综合曲率半径,R =R 1R 2/ (R 1+R 2);W 为单位接触宽度上的载荷;E ′为当量弹性模量,1E ′ =12(1-ν21E 1+1-ν22E 2 ),E 1、E 2、ν1、ν2分别为两接触体材料的弹性模量和泊松比. 如图2所示的渐开线直齿圆柱齿轮传动中,两齿廓接触于任一点 K ,接触点K 处两齿廓的曲率半径分别为R 1、R 2,此时可看成是半径分别为R 1、R 2的两圆柱体相接触,根据(1)式可分析该点处的最小油膜厚度.齿轮的啮合传动过程是很复杂的,轮齿在传动中不断地进入啮合、脱离、啮合,接触线在齿面上的位置不断变化,接触处的几何形状(曲率半径)和运动速度随接触位置的变化而变化.啮合区内各点的最小油膜厚度是变化的,那么最小油膜厚度的最小值发生在什么位置?判断齿面润滑状态时应以哪一点的最小油膜厚度为依据?以下通过分析确定最小油膜厚度发生的位置. 3收稿日期:2009209226 作者简介:王宁侠(1963-),女,陕西省扶风县人,教授,研究方向:机械制造与设计

油膜+滚动轴承

油膜轴承的基础知识一、什么是油膜轴承？油膜轴承是液体摩擦轴承的一种形式；按润滑系统供油压力的高低可分为静压轴承、静—动压轴承、动压轴承，通常习惯称动压轴承为油膜轴承。油膜轴承由锥套、衬套、滚动止推轴承、回转密封、轴端锁紧装置等部分组成；或者说是轧辊一端所安装的全部零、部件的统称。油膜轴承（动压轴承）是一种流体动力润滑的闭式滑动轴承。在轴承工作时，带锥形内孔的锥套（锥度约1：5的锥形内孔与轧辊相联接）与轴承衬套（固定在轴承座内）工作面之间形成油楔（即收敛的楔形间隙）；当轧辊旋转时，锥套的工作面将具有一定粘度的润滑油带入油楔，润滑油产生动压力；当沿接触区域的动压力之和与轴承上的径向载荷相平衡时，锥形轴套与轴承衬套被一层极薄的动压油膜隔开，轴承在液体摩擦状态下工作。动压轴承的压力分布是不均匀的，而且，由于相对间隙、滑动速度、润滑油粘度及锥、衬套的表面变形等不同而不同，其峰值压力区越小（即压力分布尖锐）承载能力就越低。美国的摩根工程公司研制的Morgoil油膜轴承是其技术发展的典型代表，太原重工则是国内制造大型油膜轴承的唯一生产厂家。二、油膜轴承形成的机理动压轴承油膜的形成与轴套表面的线速度、油的粘度、间隙、径向载荷等外界条件有密切关系。可用雷诺方程描述： —油的绝对粘度 —轴套表面的线速度 ★动压轴承（油膜轴承）保持液体摩擦的条件： 1、楔形间隙、即h-hmin≠常数 2、足够的旋转速度v 3、合适的间隙

4、足够的粘度、适当的纯净润滑油 5、轴套外表面和轴承衬的内表面应有足够的精度和光洁度在可逆式中厚板轧机上能否使用油膜轴承，在最大载荷的前提下取决于最低的咬入速度和轧制节奏；中厚板轧机的油膜轴承使用的均为高粘度的润滑油，油膜的消失滞后于轧机的制动，只要轧机可逆运转的间隔时间小于油膜消失的时间，油膜轴承就能满足使用。三、油膜轴承的发展二十世纪三十年代美国摩根工程公司首先把油膜轴承应用于轧机上至今，油膜轴承的技术已发生了巨大的进步。 1、结构上的改变 A、油膜轴承锥套与轧辊的联接，从最初的承载区的键联接发展到今天的承载区无键联接，消除了锥套在键联接处受力的作用产生变形而导致的板厚呈周期性的波动； B、油膜轴承的轴向锁紧装置由机械锁紧发展到液压锁紧，极大的方便了油膜轴承的拆装，减轻了装配的劳动强度； C、油膜轴承的轴向定位方式，由止推法兰演变到单端止推轴承加轴向拉杆的方式，再发展到目前的双端止推轴承的结构形式，有效地控制了辊的轴向窜动，改善了密封效果。注：采用滚动轴承止推的注意事项：滚动轴承的外座圈与轴承箱之间要有足够的间隙，保证在油膜厚度（或者说偏心率）变化的任何时刻，在径向自由移动不承受径向力；单独的供油系统，根据轧制速度供给充足的润滑油。 D、环保型的巴氏合金的开发、使用极大地改善了材料的蠕变性能，使衬套的寿命更长。 E、锥套结构尺寸的改变提高了油膜轴承的承载能力（即承载区的有键连接发展到无键连接）。 2、密封结构型式的进步油膜轴承密封的作用，其一，防止油膜轴承的润滑油外泄，其二是避免轧辊冷却水、润滑乳化液及氧化铁皮等进入到润滑系统中，污染润滑油导致润滑失效；任何形式的接触密封随着服役期的延长，其密封效果都将下降，直至失效；油膜轴承的密封式消耗件。当今油膜轴承普遍使用的密封是DF密封，摩根油膜轴承在DF密封的基础上又开发出新一代的HD密封加挡水板的组合结构。

现在常有的润滑脂挤压抗磨添加剂有哪些

极压抗磨添加剂一些含磷、氯、硫的化合物具有极压和抗磨性。一般磷化合物具有抗磨性，而氯化物与硫化物具有极压性。同时含氯和磷化合物和含磷或硫化合物，既具有极压性，又具有抗磨性。为了改进润滑脂的抗磨性和极压性可以混合使用两种或更多的添加剂。极压剂和抗磨剂的类型见表2。表2极压和抗磨添加剂二烷基二硫代氨基甲酸盐是近20多年来引人注目的通用多效添加剂，这类添加剂已成功地用于许多润滑脂和发动机油及工业润滑油中。二烷基二硫代氨基甲酸的二价和三价金属盐，是润滑剂的多效能添加剂。它具有抗氧化、抗磨和极压剂的功能，有的还具有金属钝化剂的功能。锌盐和镉盐主要用做抗氧剂，但也兼有一些抗磨和极压性能。钼、铝、锑盐主要用做抗磨极压添加剂，但也兼有一些抗氧化性能。锌盐还可起到金属钝化剂的作用。引人注目的另一类型的抗磨极压添加剂是硼酸盐或硼酸酯类。它是一类新型极压抗磨添加剂，不含磷、硫、氯等活性元素。它是所谓的“惰性”极压抗磨添加剂。通过分散剂（如阴离子表面活性剂石油磺酸钠）将无机硼酸盐以极细的颗粒分散到矿物油中，分散体系中硼酸盐是非结晶小球，平均直径为0.1μm。硼酸盐具有以下优点： ①抗磨极压效果好，特别是在低黏度油中具有良好的抗磨极压效果。国外称之为“节能油”的齿轮油，主要是由低黏度油加含硼添加剂制成，满足了抗磨极压性的要求。 ②硼酸盐极压剂的使用寿命长。因为硼酸盐的作用机理是由渗硼形成的FexBy形式的极压膜，这一层表面膜具有较高硬度，较好的抗磨性，较好的抗高温氧化、耐腐蚀性。而含磷、硫、氯活性元素的极压性，作用机理主要是活性元素同金属（铁）起化学反应生成一层膜，这层膜的抗剪切强度比基础金属（铁）的低。因而在使用过程中，这层膜容易被磨掉，换句话说，含磷、硫、氯的极压性，在使用过程中消耗得比硼酸盐快。表现在使用寿命上，硼酸盐显得长。

润滑脂的分类

润滑脂的分类及常见的润滑脂一、润滑脂按不同的分类标准分类如下： 1、按被润滑的机械元件分：轴承脂、齿轮脂、链条脂等。 2、按用脂的工业部门分：汽车脂、铁道脂、钢铁用脂等。 3、按使用的温度分：低温脂、普通脂和高温脂等。 4、按应用范围分：多效脂、专用脂和通用脂。 5、按所用的稠化剂分：钙基脂、钠基脂、铝基脂、复合钙基脂、锂基脂、复合铝基脂、复合钡基脂和复合锂基脂，膨润土脂和硅胶脂、聚脲脂等。 6、按基础油分：矿物油脂和合成油脂。 7、按承载性能分：极压脂和普通脂。 8、按稠度分(0006等级)：000、00、0、1号适用于集中润滑和齿轮润滑。1、2、3号轴承用，4、5、6砖脂，密封用。二、市场上常见的润滑脂 1、钙基润滑脂：抗水性好，但耐热性差，最高使用温度为60℃，价格低。 2、钠基润滑脂：抗水性极差，耐热性和防锈性一般，一般使用在80℃左右，价格较低。 3、铝基润滑脂：防锈性好，耐热性和抗水性差，最高使用温度50℃，价格低。 4、通用锂基润滑脂：耐热性好，抗水性、防锈性好，最高使用温度120℃，价格适中。 5、极压锂基润滑脂：耐热性好，抗水性、防锈性好，极压性能好，最高使用温度120℃，适用于负荷较高的机械设备和轴承及齿轮的润滑，价格适中。 6、二硫化钼极压锂基润滑脂：耐热性好，抗水性、防锈性好，极压性能好，最高使用温度120℃，适用于负荷较高或有冲击负荷的部件，价格适中。 7、膨润土润滑脂：耐热性好，抗水性较好、防锈性差，最高使用温度130℃，价格较高。 8、复合钙基润滑脂：耐热性，抗水性、防锈性好，机械安定性（抗剪切安定性）较好，最高使用在130℃，价格较高。 9、极压复合锂基润滑脂：耐热性，抗水性、防锈性、机械安定性、极压性好，最高使用在160℃，价格较高。 10、聚脲脂：耐热性好，抗氧化性好、防锈性好，极压性好，有较长的轴承寿命，还具有一定的抗辐射性，是一种新型润滑脂产品，目前国内还未颁布国际和行业标准，价格高。 1

滑动轴承油膜厚度计算

1 滑动轴承的工程分析下面是径向动压滑动轴承的一组计算公式。 1.最小油膜厚度h min h min =C-e=C(1－ε)=r ψ(1－ε) （1）式中C=R －r ——半径间隙，R 轴承孔半径；r 轴颈半径； ε=e/C ——偏心率；e 为偏心距； ψ=C/r ——相对间隙，常取ψ=(0.6-1)×10-3(v)1/4 ， v 为轴颈表面的线速（m/s ）设计时，最小油膜厚度h min 必须满足： h min /(R z1+R z2)≥2-3 ［1］ (2) 式中R z1、R z2为轴颈和轴承的表面粗糙度。 2.轴承的特性系数（索氏系数） S=μn ／（p ψ2 ）（3）式中μ——润滑油在轴承平均工作温度下的动力粘度（Pa ·s ）； n ——轴颈的转速（r/s ）；p ——平均压强（N/m 2 ）用来检验轴承能否实现液体润滑。 ε值可按下面简化式求解。 A ε2 +E ε+C=0 （4）其中A=2.31(B/d)-2 ,E=－(2.052A ＋1), C=1＋1.052A －6.4088S. 上式中d ——轴径的直径（m ）；B ——轴承的宽度（m ）通常ε选在0.5-0.95之间，超出0-1间的值，均非ε的解［1］。 3．轴承的温升油的平均温度t m 必须加以控制，否则，润滑油的粘度会降低，从而破坏轴承的液体润滑。油的温升为进出油的温度差，计算式为： ) 5()(v K vBd Q c f p T S ψπψρψ += ? 式中 f —摩擦系数；c —润滑油的比热，通常取1680-2100 J/kg ℃；ρ—润滑油的密度，通常取850-900kg/m 3；Q —耗油量(m 3 /s)，通常为承载区内流出的端泄量；K S —为轴承体的散热系数［1,2］上式中的（f/ψ）、（Q/ψνBd ）值，如ε=0.5-0.95可按 f/ψ=0.15＋1.92 (1.119－ε)［1＋2.31 ( B/d )-2 (1.052－ε)］（6） Q/ψνBd=ε(0.95-0.844ε)/[(B/d)-2+2.34-2.31ε] ［2］（7）求解，上式中的B ，d 的单位均为m ，p 的单位为N/m 2 ，ν为油的运动粘度，单位为m/s. 轴承中油的平均温度应控制在 t m =t 1+△T/2≤75℃ （8）其中t 1为进油温度；t m 为平均温度 2 径向动压滑动轴承稳健设计实例设计过程中可供选择的参数及容差较多，在选用最佳方案时，必须考虑各种因素的影响和交互作用。如参数B 、轴颈与轴瓦的配合公差、润滑油的粘度的变化对油膜温升及承载能

常用润滑脂的种类新选

关于润滑脂（黄油）和万向节十字轴润滑的讨论常用润滑脂的种类 1.钙基润滑脂这既是普通所称之为黄油的润滑脂。在目前汽车维修行业中使用最为广泛的润滑脂。这种润滑脂是上世纪三十年代的技术。在发达国家已经是属于被淘汰的产品。由于价钱低廉还被汽车维修行业广泛使用。强烈建议不要再使用这类产品。至少不要在自己的车上使用。 2.石墨钙基润滑脂通常为黑色，这是由于在润滑脂内加入了一定比例的鳞片石墨，具有良好的抗水性和碾压性。特别适合用于汽车后钢板的润滑。有关方面的试验证明，采用石墨钙基润滑脂脂所润滑的汽车钢板弹簧是采用普通黄油润滑寿命的一倍以上。建议切车车友不要再采用普通黄油润滑后轮钢板了。 3.汽车通用锂基润滑脂这是现代汽车工业普遍使用的一种润滑脂。具有长寿命，抗水效果好和润滑效果好的特点。是普通黄油的取代产品。可用于汽车绝大部分的润滑。其使用寿命是钙基润滑脂的两倍。 4.极压复合锂基润滑脂这是一种比通用锂基润滑脂有着更高的极压抗磨性的润滑脂。需要注意的是润滑脂同润滑油一样具有牌号以适用于不同的环境温度和使用条件。就一般而言，号数越大越粘稠。通常南方全年可使用2#，北方冬季可用1#。3#只适用于热带重负荷车辆。当然严格而言，润滑脂的选择还受其它因素影响和制约。十字万向节的润滑在汽车维修行业维修人员是广泛使用普通黄油来润滑十字万向节。根据有关技术人员的研究这是一种错误的做法。其具体如下因素： 1．十字万向节的结构因素从该油嘴处用黄油枪是很难将黄油加注到滚针轴承上的。众所周知，黄油的粘度大，当用黄油枪从该油嘴向万向节十字轴滚针轴承内腔加注黄油时，黄油进入狭窄内腔油道时阻力加大，黄油压力升高顶开油嘴对面的减压阀而溢出。这个现象还会被驾驶员和修理人员误认为已经加满了黄油。而实际上黄油根本就没进入滚针之间。 2．黄油本身的理化成份因素有汽车维修人员把熔化的黄油注入十字万向节或而使其到达所规定的润滑部位。但由于黄油本身的特性也使该处达不到有效润滑。这是由于普通黄油的特性而导致的。其具体如下 A．万向节在工作中要承受很大的扭力和交变载荷，而钙基润滑脂的油膜坚韧程度较差，在

抗磨耐高温黄油,高温润滑脂

涂在相互接触的金属表面间的润滑脂所形成的脂膜，能承受来自轴向与径向的负荷，油膜具有的承受负荷的特性就称做润滑脂的极压性。随着载荷的增加，金属表面之间的油膜厚度逐渐减薄，当载荷增至一定程度，连续的油膜被金属表面的峰顶破坏，局部产生金属表面之间的直接接触，这种润滑状态叫做边界润滑。在边界润滑中，当金属表面只承受中等负荷时，如有一种添加剂能被吸附在金属表面上或与金属表面剧烈磨损，这种添加剂称为抗磨添加剂。当金属表面承受很高的负荷时，大量的金属表面直接接触，产生大量的热，而抗磨剂形成的膜也被破坏，不再起保护金属表面的作用，如有一种添加剂能与金属表面起化学反应生成化学反应膜，起润滑作用，防止金属表面擦伤，甚至熔焊，通常把这种最苛刻的边界润滑叫做极压润滑，而这种添加剂称为极压添加剂。针对一些高负荷高温等恶劣工况比瑟奴润滑剂推出了 B.GREASE-82/EP-G 低速重载极压抗磨高温轴承润滑脂由全合成不溶性耐高温基础油，采用特种聚合物为稠化剂以及防锈剂和抗磨性等多种添加剂精制而成的。开发用于可耐冲击负荷及磨损，可防止震动、摆动腐蚀及延长润滑期限。独有的抗高温热辐射，不溶解或炭化，减少打油及维修次数；在强烈震动条件下仍能有效保护轴承，特殊的添加剂使其具有优良的抗极压能；无滴点、粘附性好、高温泄漏少、优异的抗氧化稳定性；能自动形成密封层以阻挡水份及粉尘污染物入侵，不会有粉末性材质溢出；粘附好，在冲击负荷、极压力、离心力作用下不会被丢失。用于有振荡、振动和相对低转速的滚动轴承，高温、低速重负荷情况下工作的设备的双列滚柱和双列滚球轴承，如：辊压机轴承、破碎机轴承等。高温、低速重负荷情况下工作的设备的辊筒轴承润滑，薄膜精密压延机、导热硅胶压延机、干燥机滚筒轴承、两辊石墨压延机、硅胶五辊压延机、玻璃压延机、三辊压延机、橡胶压延机。一般而言，在基础油中添加了皂基稠化剂后，润滑脂的极压性就增强了。在苛刻条件下使用的润滑脂，常添加有极压剂，以增强其极压性。目前普遍采用四球试验机来测定润滑脂的脂膜强度。SH/T0202一92《润滑脂极压性能测定法（四球机法）》规定了润滑脂极压性能的测定方法，该方法用综合磨损值和烧结点来表示。综合磨损值也称负荷一磨损指数，是用四球法测定润滑剂极压性能时，在规定条件下得到的若千次修正负荷的平均值。烧结点也称烧结负荷，指在规定条件下使钢球发生烧结的最低负荷（N）。SH/T0203一92《润滑脂极压性能测定法（梯姆肯试验机法）》用0K值（即最大合用值）来表示润滑脂的极压性能。所渭0K值是指在用梯姆肯法测定润滑剂承压能力的过程中，出现刮伤或卡咬现象时所加负荷的最小值（N）。润滑脂通过保持在运动部件表面问的油膜，防止金属对金属相接触而磨损的能力称为抗磨性。润滑脂的稠化剂本身就是油性剂，具有较好的抗磨性。在苛刻条件下使用的润滑脂，添加有二硫化钼、石墨等减磨剂和极压剂，因而具有比普通润滑脂更强的抗磨性，这种润滑脂被称为极压型润滑脂。SH/T0204一92《润滑脂抗磨性能测定法（四球机法）》规定了润滑脂抗磨性能的测定方法。SH/T0427一92《润滑脂齿轮磨损测定法》是用齿轮磨损试验机测定润沿脂抗磨性的方法。

油膜轴承变形和压力分析

第44卷　第3期　2009年3月钢铁 Iron and Steel 　Vol.44,No.3 March 2009 油膜轴承变形和压力分析 Thomas E Simmons ,　Andrea Contarini ,　Nonino G ianni (达涅利油膜轴承公司) 摘　要:轧机油膜轴承最新试验结果表明,实测油膜厚度比计算机模型预测值大3～5倍。这意味着,油膜厚度增加是由于锥套和衬套变形的结果,这种变形会导致锥套和衬套压力场扩大,进而导致油膜厚度增加。如果油膜厚度真的比预想的高3～5倍,则不但可以充分利用轴承固有的安全系数,而且还可以提高轴承的最大运行负荷。为确认试验结果,DanOil 油膜轴承工程师构建了因液体动压场变化而导致的锥套变形模型,然后将这种变形用于复杂的计算机轴承模拟程序,来计算新的压力场。对压力场和锥套变形进行重复迭代计算,直到计算结果收敛为止。介绍了这一分析方法和计算结果。关键词:油膜轴承;油膜厚度;压力场;变形中图分类号:T H13313 文献标识码:A 文章编号:04492749X (2009)0320093204 Deflection and Pressure Analysis of Oil Film B earings Thomas E Simmons ,　Andrea Contarini ,　Nonino G ianni (Danieli DanOil ) Abstract :Recent tests on rolling mill oil film bearings have indicated that the oil film thickness is three to five times greater than predicted by computer models.It has been implied that the increase in oil film thickness is due to the deflection of the sleeve and bushing ,which would spread out the pressure field increasing the oil film thickness.I f the oil film thickness is three to five times greater than expected ,the maximum operating load can be increased tak 2ing advantage of the inherent safety factor in the bearing.To confirm the test results ,DanOil engineers modeled the sleeve deflection produced by the hydrodynamic pressure field and then used this deflection in a sophisticated bearing computer program to calculate the new pressure field.The iteration of the pressure field and deflection was contin 2ued until the model converged.The paper presents the method of analysis and the results.K ey w ords :oil film bearing ;oil film thickness ;pressure field ;deformation 联系人:苏宏蕾,女; E 2m ail :h 1su @china 1danieli 1com ; 修订日期:2008209219 油膜轴承广泛用于世界各地数以百计的板带轧机上。这种轴承可用在中板轧机、热轧机、冷轧机、平整机上等,使用寿命长,可实现无故障运行。轴承工作时,其表面覆盖一层薄薄的油膜,具有很小的摩擦力。这是轴承使用寿命长的原因。由于没有金属之间的直接接触,因此轴承几乎没有磨损。轧机上使用的油膜轴承由一个锥套(辊颈)和一个衬套(轴承)组成,如图1所示。辊颈和轴承表面之间由一层油膜将其分隔开来,形成一小间隙,在载荷作用下,辊颈中心线和轴承中心线不会重合,但它们之间会存在一定的距离,这一距离称为偏心距e 。偏心距和滑动表面之间的相对运动,将建立起一个会聚楔;由于油膜内的粘性作用而形成一个压力场。正是这个压力场支撑着轴承的载荷,如图2所示。图中表示的是一个标准圆柱形滑动表面。其中,x =R θ,u =R ω;R 为辊颈半径;C 为半径图1　支撑辊轴承 Fig 11　B ackup roll bearing

润滑油油膜到底有多重要

润滑油油膜的作用润滑油油膜是保护记起内部组件减少磨损的重要性能之一，而油膜的强度主要取决于润滑油使用的基础油和添加剂，今天恒运君带你一起来看看润滑剂油膜强度的重要性及影响油膜效果的主要因素。 1、油膜的厚度说到润滑，你会想到什么？它应该是先产生一层有厚度的膜，从而去分离两个金属表面的基础油，因为润滑油的作用就是为了避免金属间的表面接触。所以在这种需求下，油品就必须能提供摩擦表面分离的能力，这就需要三个支撑因素——相对速度、基础油粘度和负荷量。这三个因素也会受到温度、污染以及其它因素的影响。当油膜厚度平衡了这些因素，即借助于相对速度产生粘性流体膜将两摩擦表面完全隔开，由流体膜产生的压力来平衡外载荷，就称为流体动力润滑。在具有滚动接触（可忽略的相对滑动运动）的应用中，即使具有较大的局部压力点，也可能会影响金属表面间的油膜厚度。其实这些压力点也起着重要作用。基础油的压力和粘度关系允许油品粘度因较高的压力而暂时性增加，这称为弹性流体动力润滑，尽管油膜会很薄，但依然能产生一个完整的油膜分离。

在实践当中，机器表面最理想的状态就是能实现完全分离，薄膜厚度就是为减少摩擦和磨损提供最好的保护。但是如果不具有满足这些油膜厚度的条件，例如当相对流速不足、粘度不足或负载过大时，会发生什么情况呢？其实大多数机器的设计和操作参数都允许速度不足的情况存在，比如在启动、停止或方向运动变化时。当温度过高也会导致粘度降低，过度污染同样会使得油膜间隙中的磨粒接触。当流体动力学或弹性流体动力学润滑的先决条件未满足时，基础油将要在所谓的边界接触条件下寻求支撑，这种支撑因素就需要寻找具有摩擦磨损控制性能的添加剂。因此，基础油和添加剂就被调和在一起生产出符合特定需求的润滑油脂产品，从而减轻预期会产生的边界润滑，该润滑剂就具有油膜强度和边界润滑性能。 2.说说油膜的作用油膜的强度是除了油膜厚度以外，用以减轻摩擦和控制磨损的重要因素。如上所述，在流体动力学和弹性流体动力润滑中，粘度是影响油膜厚度的关键。当基础油粘度不足以克服金属间表面摩擦时，就需要基础油和添加剂产生化学协同效应，形成表面保护机理。在这些边界条件下，边界润滑也会受到机械表面化学和物理性质以及其它任何环境因素的影响，所以即使在负载较重、温度较高或相对表面速度较低时，油膜强度也会有所提高。 3.无润滑的表面相互作用

高副接触弹流润滑条件下的油膜厚度分析

一高副接触弹流润滑条件下的油膜厚度分析 1 弹流润滑条件下的油膜厚度公式 1）线接触弹流润滑条件下的油膜厚度公式线接触弹流润滑油膜厚度公式选用Dowson-Higginson 提出的油膜厚度公式【１】，其最小油膜厚度公式为 13 .003.0'13 .043.07.0054.0min )(65.2w E L R u h ηα= （1-1）式中，h min 为最小油膜厚度，m ；R 是综合曲率半径， 2 11 11R R R + =，其中R 1、R 2为两接触体在接触点处的曲率半径，m ；u 是接触点卷吸速度，2 2 1u u u += ，其中u 1、u 2为两接触体在接触点处的线速度，m/s ；η0是润滑油在大气压下的粘度，Pa ·s ，；α是粘压系数，m 2/N ；E '是综合弹性模量，)11(2112 2 2 121'E E E μμ-+-=，其中，μ1、μ2为两接触体的泊松比，E 1、E 2为两接触体的弹性模量，Pa ；L 是接触区域轴向长度，m ；w 是滚动体承受的载荷，N 。从最小油膜厚度公式可以推导出中心油膜厚度公式为 13 .003.0'13 .043.07.0054.0)(53.3w E L R u h c ηα= （1-2）最小油膜厚度公式的无量纲形式为 13 .07 .054.0min 65 .2W U G H =（1-3）式中，min H 为无量纲最小油膜厚度，R h H /min min =；G 为无量纲材料参数，' E G α=；U 为无量纲速度参数，R E u U '0η= ；W 为无量纲载荷参数，RL E w W '= 。从最小油膜厚度公式可以推导出中心油膜厚度公式的无量纲形式为 13 .07 .054.053.3W U G H c =（1-4） 2）点接触弹流润滑条件下的油膜厚度公式点接触弹流润滑油膜厚度公式选用Hamrock-Dowson 提出的油膜厚度公式【2】，其最小油膜厚度公式为 )1()(63.368.0073.0117.0'493.049.068.00min k e w E R u h ----=αη （1-5）

润滑油脂的性能及其测试方法

润滑油脂的性能及其测试方法润滑油脂的性能是润滑油脂的组成及配制工艺的综合体现。润滑油脂性能的测试不但在生产上和研究工作上有决定性的意义，而且在使用部门对润滑油脂的选用和检验上也是必不可少的。润滑油脂性能的测试可分为以下三个步骤。 (1)在实验室评价润滑油脂的理化性能。试验方法必须有代表性、简单和快速。 (2)模拟试验。将润滑油脂润滑的特定机械部件在标准化的试验条件下(如温度、速度、载荷等)进行试验。所选用的试验条件尽量能模拟实际使用情况。 (3)台架试验。将内燃机油在选用的发动机上按标准化条件进行一定时间的运转后评定其性能。发动机台架试验的结果是判定内燃机油质量等级的依据，对于内燃机油特别重要。常见的模拟试验(1)四球试验机模拟试验(Four ball) 四球试验机模拟试验可以测定润滑油脂的减摩性、抗磨性和极压性。减摩性用摩擦系数“f”表示；抗磨性用磨痕直径“d”表示；极压性用最大卡咬负荷“PaB”和烧结负荷“PaD”表示。国标准试验方法有GB/T 12583润滑剂承载能力测定法、SH/T 0189润滑油磨损性能测定法、SH/T 0202润滑脂四球机极压性测定法、SH/T 0204润滑脂四球机磨损性测定法。国外标准试验方法有美国ASTM D 2783润滑油极压性测定法、ASTM D4172润滑油抗磨性测定法、ASTM D2596润滑脂极压性测定法、ASTM D2266润滑脂抗磨性测定法。(2)梯姆肯(Timken)试验机模拟试验梯姆肯试验机模拟试验评定润滑油脂的抗擦伤能力，用OK值作为评定指标。中国标准试验方法有GB/T 11144润滑油脂极压性测定法。国外标准试验方法有美国ASTM D2782润滑油极压性测定法、ASTM D2509润滑脂极压性测定法。 (3)法莱克斯(Falex)试验机模拟试验法莱克斯试验机模拟试验可以评定润滑剂的极压性和抗磨性，以试验失效(发生卡咬)时的负荷作为评定指标。中国标准试验方法有SH/T 0187润滑油极压性测定法、SH/T 0188润滑油抗磨性测定法。国外标准试验方法有美国ASTM D 4007测定液体润滑剂极压性标准方法(O型)、ASTM D2670和2714测定液体润滑剂磨损特性标准方法(I型)。 (4)成焦板试验成焦板试验是用加热的润滑油与高温(310～320℃)铝板短暂接触而结焦的倾向来评定润滑油的热安定性。此方法与Caterpillar 1H2和1G2发动机试验有一定的相关性。中国标准试验方法有SH/T 0300曲轴箱模拟试验方法。国外标准试验方法有美国FTM 3462成焦板试验(QZX法)。

13滑动轴承习题与参考答案

习题与参考答案一、选择题(从给出的A 、B 、C 、D 中选一个答案) 1 验算滑动轴承最小油膜厚度h min 的目的是 A 。 A. 确定轴承是否能获得液体润滑 B. 控制轴承的发热量 C. 计算轴承内部的摩擦阻力 D. 控制轴承的压强P 2 在题2图所示的下列几种情况下，可能形成流体动力润滑的有 B 、E 。 3 巴氏合金是用来制造 B 。 A. 单层金属轴瓦 B. 双层或多层金属轴瓦 C. 含油轴承轴瓦 D. 非金属轴瓦 4 在滑动轴承材料中， B 通常只用作双金属轴瓦的表层材料。 A. 铸铁 B. 巴氏合金 C. 铸造锡磷青铜 D. 铸造黄铜 5 液体润滑动压径向轴承的偏心距e 随 B 而减小。 A. 轴颈转速n 的增加或载荷F 的增大 B. 轴颈转速n 的增加或载荷F 的减少 C. 轴颈转速n 的减少或载荷F 的减少 D. 轴颈转速n 的减少或载荷F 的增大 6 不完全液体润滑滑动轴承，验算][pv pv 是为了防止轴承 B 。 A. 过度磨损 B. 过热产生胶合 C. 产生塑性变形 D. 发生疲劳点蚀 7 设计液体动力润滑径向滑动轴承时，若发现最小油膜厚度h min 不够大，在下列改进设计的措

施中，最有效的是 A 。 A. 减少轴承的宽径比d l / B. 增加供油量 C. 减少相对间隙ψ D. 增大偏心率χ 8 在 B 情况下，滑动轴承润滑油的粘度不应选得较高。 A. 重载 B. 高速 C. 工作温度高 D. 承受变载荷或振动冲击载荷 9 温度升高时，润滑油的粘度 C 。 A. 随之升高 B. 保持不变 C. 随之降低 D. 可能升高也可能降低 10 动压润滑滑动轴承能建立油压的条件中，不必要的条件是 D 。 A. 轴颈和轴承间构成楔形间隙 B. 充分供应润滑油 C. 轴颈和轴承表面之间有相对滑动 D. 润滑油温度不超过50℃ 11 运动粘度是动力粘度与同温度下润滑油 B 的比值。 A. 质量 B. 密度 C. 比重 D. 流速 12 润滑油的 B ，又称绝对粘度。 A. 运动粘度 B. 动力粘度 C. 恩格尔粘度 D. 基本粘度 13 下列各种机械设备中， D 只宜采用滑动轴承。 A. 中、小型减速器齿轮轴 B. 电动机转子 C. 铁道机车车辆轴 D. 大型水轮机主轴 14 两相对滑动的接触表面，依靠吸附油膜进行润滑的摩擦状态称为 D 。 A. 液体摩擦 B. 半液体摩擦 C. 混合摩擦 D. 边界摩擦 15 液体动力润滑径向滑动轴承最小油膜厚度的计算公式是 C 。 A. )1(min χψ-=d h B. )1(min χψ+=d h C. 2/)1(min χψ-=d h D. 2/)1(min χψ+=d h 16 在滑动轴承中，相对间隙ψ是一个重要的参数，它是 B 与公称直径之比。 A. 半径间隙r R -=δ B. 直径间隙d D -=? C. 最小油膜厚度h min D. 偏心率χ 17 在径向滑动轴承中，采用可倾瓦的目的在于 C 。 A. 便于装配 B. 使轴承具有自动调位能力 C. 提高轴承的稳定性 D. 增加润滑油流量，降低温升 18 采用三油楔或多油楔滑动轴承的目的在于 C 。 A. 提高承载能力 B. 增加润滑油油量 C. 提高轴承的稳定性 D. 减少摩擦发热 19 在不完全液体润滑滑动轴承中，限制pv 值的主要目的是防止轴承 A 。

新油膜厚度在沥青混合料设计中的应用

新油膜厚度在沥青混合料设计中的应用摘要：传统设计方法中，沥青混合料的沥青用量采用油膜厚度指标确定，但传统油膜的厚度与混合料的实际油膜厚度有误差。本文提出了新的油膜厚度指标，并进行沥青混合料的配合比设计，对该指标进行了试验检验。关键词：油膜厚度、新油膜厚度、沥青混合料 1前言确定沥青混合料中的最佳沥青用量是沥青混合料设计好坏的重要一环，如果沥青用量过大沥青混合料颜色黑亮，施工时易发生推移现象，同时其高温稳定性差。而沥青用量过小，沥青混合料颜色较暗，沥青混合料使用时易开裂老化，同时水稳定性差。传统的设计方法中沥青用量是用油膜厚度这个指标来衡量的，但是传统的油膜厚度的定义中[1]，油膜厚度的大小只和胶结材料的用量体积有关，与矿料的颗粒分布情况和混合料的压实情况无关，也就是说沥青混合料设计中，最佳沥青用量的确定不考虑混合料的空隙率和VMA。这种假设与混合料在压实过程中的情况有很大的差别，混合料在压实过程中矿料颗粒之间空隙逐渐减小，包裹矿料颗粒的沥青厚度也会受到影响。所以用油膜厚度来确定最佳沥青用量误差较大，本文针对这种情况，采用新沥青油膜厚度对沥青混合料进行设计。 2 新油膜的概念新油膜厚度t的定义为沥青混合料矿料的表面穿过油膜到空气的最短距离。并且假设所有矿料颗粒的新油膜是均匀的薄壳，这个薄壳就被称为“新油膜”。传统油膜在进行建模时假设矿料包裹上油膜厚[2]，矿料之间不发生接触，这样的话，每个矿料所包裹的油膜其厚度必然会相同，如矿料的粒径就没有关系了。但实际上沥青混合料的矿料颗粒并不是相互独立互补接触的状态，在沥青混合料的搅拌、运输、摊铺、压实的过程中，时刻在接触，这时，一定会出现两个矿料颗粒间的距离小于最佳油膜厚度的情况，也就是说矿料的油膜出现了重叠部分。这种情况下，在按照传统油膜的模型就会有误差了[3]，实际中的矿料油膜会相互接触的，矿料油膜厚度包括有效厚度和小于油膜厚度。为了避免计算时颗粒粒径太小，表面积计算值过大的情况，对沥青混合料矿料的最小粒径进行限制，因为纯沥青中最大的颗粒约为0.2μm，因此考虑集料的最小尺寸为0.2μm是有意义的。 3 油膜和新油膜区别计算示例为了对比分析传统油膜和新油膜厚度的区别，现以某沥青路面混合料设计为例进行说明。该道路采用沥青AC-16作为道路上面层。其设计级配如表3-1所示。

润滑脂的极压性与抗磨性

润滑脂的极压性与抗磨性在传统的润滑理论中，把润滑分为液体润滑和边界润滑。作相对运动的两个金属表面完全被润滑油膜隔开，没有金属的直接接触，这种润滑状态叫做液体润滑；随着载荷的增加，金属表面之间的油膜厚度逐渐减薄，当载荷增至一定程度，连续的油膜被金属表面的峰顶破坏，局部产生金属表面之间的直接接触，这种润滑状态叫做边界润滑。在边界润滑中，当金属表面只承受中等负荷时，如有一种添加剂能被吸附在金属表面上或与金属表面剧烈磨损，这种添加剂称为抗磨添加剂。当金属表面承受很高的负荷时，大量的金属表面直接接触，产生大量的热，而抗磨剂形成的膜也被破坏，不再起保护金属表面的作用，如有一种添加剂能与金属表面起化学反应生成化学反应膜，起润滑作用，防止金属表面擦伤，甚至熔焊，通常把这种最苛刻的边界润滑叫做极压润滑，而这种添加剂称为极压添加剂。极压抗磨剂是一种重要的润滑脂添加剂，大部分是一些含硫、磷、氯、铅、钼的化合物。在一般情况下，氯类、硫类可提高润滑脂的耐负荷能力，防止金属表面在高负荷条件下发生烧结、卡咬、刮伤；而磷类、有机金属盐类具有较高的抗磨能力，可防止或减少金属表面在中等负荷条件下的磨损。实际应用中，通常将不同种类的极压抗磨剂按一定比例混合使用性能更好。利用一般磷化物具有抗磨性、氯化物与硫化物具有的极压性，使添加剂同时含氯、含磷或含硫化合物，从而既具有极压性，又

具有抗磨性。涂在相互接触的金属表面间的润滑脂所形成的脂膜，能承受来自轴向与径向的负荷，脂膜具有的承受负荷的特性就称做润滑脂的极压性。一般而言,在基础油中添加了皂基稠化剂后,润滑脂的极压性就增强了。在苛刻条件下使用的润滑脂，常添加有极压剂,以增强其极压性。润滑脂通过保持在运动部件表面间的油膜,防止金属对金属相接触而磨损的能力称为抗磨性。润滑脂的稠化剂本身就是油性剂,具有较好的抗磨性。在苛刻条件下使用的润滑脂,添加有二硫化钥、石墨等减磨剂和极压剂,因而具有比普通润滑脂更强的抗磨性,这种润滑脂被称为极压型润滑脂。

轧机油膜轴承油膜厚度的测量方法_赵春江

收稿日期:2006207208 基金项目:国家自然科学基金资助(50575155) 作者简介:赵春江(1975-),男,讲师,在读博士,研究方向:轧钢设备与轧机轴承。第27卷　增刊太原科技大学学报Vol .272006年9月 JOURNAL OF T A I Y UAN UN I V ERSI TY OF SC I E NCE AND TECHNOLOGY Sep.2006 文章编号:167322057(2006)S0-0037-03 轧机油膜轴承油膜厚度的测量方法赵春江 1,2 ,王建梅2,马立峰2,姚建斌2,王国强1,黄庆学 2 (11吉林大学,长春130025;21太原科技大学,太原030024) 摘　要:在对弹流膜厚测量方法总结的基础上,介绍了与轧机油膜轴承油膜厚度的测量相关的技术方法,重点的介绍了近期发展的光纤位移传感器方法和超声共振方法。通过比较分析,得出光纤位移传感器方法虽然测量精度高,外界依赖性小,但是其透光性要求极大的限制了在轧机油膜轴承上的应用,超声共振法具有对材料的穿透能力,研究其应用有较高的实用价值。关键词:轧机油膜轴承;油膜厚度;测量中图分类号:TG333 文献标识码:A 1　测膜厚度的测量方法 1.1　电阻法 1947年英国的B rix 测量了滑动和滚动情况下接触处的电压和电流的关系,获得了油膜电压与油膜厚度的关系曲线。1955年,Le wicki 在详细讨论了把电阻测量值与油膜厚度联系起来的可能性后指出,不能用电阻法准确的测量膜厚。原因是油膜的电阻随油膜厚度的变化量很小,所以电阻的大小来标定油膜的厚薄很难实现。放电现象常被误解为金属微观表面凸起互相接触时出现的低阻值现象,电阻值的偶然减小并不能反映油膜厚度的减小。分析结果经过了后人的实验验证。电阻法的优点是电路简单,不需要昂贵的测试设备。但是由于其自身所固有的特点,只能在定性分析弹流润滑状态时是一种有效的测试方法。 1.2　放电电压法 Ca mer on 和Dys on 分别用放电电压法对弹流膜厚进行了测量。结果表明润滑剂的纯洁度对放电电压影响较大,因此测量结果并不能定量的反映油膜厚度的大小。1.3　电容法电容法测量膜厚始于1955年Le wicki 所做的实验研究。 Dys on 做了改进使该方法得到广泛的应用。国内外的相关研究人员做了大量的测试与验证工作,表明该方法能够准确的测量出两接触表面之间的膜厚。这种方法的局限性在于对部分膜状态下失效,且要求润滑剂应该是非极性的。 1.4　电容分压器法这种方法的原理是把润滑膜视为电阻和电容的并联,当润滑状态从部分过度到全膜时,该方法可测量润滑状态的转化过程。但是该方法需要载波和低通滤波、信号失真很大,因而测量数据的准确率不高。 1.5　阻容振荡法、时基电路法和多谐振荡法 1998年,张鹏顺和李曙光基于文氏振荡器的自激振荡原理,提出弹流膜厚测试的阻容振荡法。在全膜状态下,通过测量振荡频率并借助于“频率-电容-膜厚”标定曲线可测出膜厚的大小。在部分膜状态下,可利用液形分析来确定非金属接触率。这种方法集中了电阻法和电容法的优点。既可用于全膜弹流测试又可用于部分膜弹流测试,现场测试实用性强。该方法的缺点是标定曲线的制定复杂,分布电容难于

润滑脂的极压抗磨性能指标及意义

润滑脂的极压抗磨性能指标及意义润滑脂的极压抗磨性能指标及意义对负荷较大设备的润滑在润滑脂中都加入一定的极压或抗磨添加剂，以提高脂的极压抗磨性能。润滑脂的极压抗磨性能是很重要的指标，极压抗磨性能不好，就会导致设备的磨损严重，使设备损坏引发设备事故。对极压、抗磨性能的测定有四种方法：1梯姆肯试验该试验是在梯姆肯试验机上进行，将润滑脂以一定流量加在一定负荷一定转速的金属环与金属块的摩擦副之间。经过一定时间的运转后观察金属块上的磨痕来判断润滑脂的极压性能用OK值表示。考察润滑脂在线形接触下抵抗负荷的能力。试验方法：SH/T 0203 2四球试验四球试验是将润滑脂装入球盒中，在规定的负荷下上面一个钢球对着下面静止的三个钢球以一定的转速旋转。一定时间后测

其磨迹直径来判断润滑脂的极压性能。该方法有三种表示：PB值、PD值、ZMZ 值PB值：是指在试验条件不发生卡咬的最大负荷，用N表示。PD 值：是在试验条件下使转动球与三个静止的球发生烧结的最小负荷，用N表示。ZMZ值：润滑脂在所加负荷下抗极压能力的一个指数。试验时负荷按对数单位的间隔逐级加到三个静止的钢球上，取烧结负荷前十次试验结果计算ZMZ值，用N表示。3四球试验该方法有三种表示方法：PB值、PD值、LWI值LWI值：是指在所加负荷下润滑剂使磨损减少到最小的极压能力指数。在本试验条件下，它等于在烧结点以前按对数单位负荷加到三个静止球上，做十次试验所测得的校正负荷的平均值。4抗磨性能在四球长磨试验机上，在规定的负荷条件下，上面的一个钢球对着表面涂有试样的下面三个静止的钢球旋转，试验结束后测量下面三个钢球的磨痕直径，以磨痕直径的大小