液體動(dòng)壓軸承
靠液體潤(rùn)滑劑動(dòng)壓力形成液膜隔開(kāi)兩摩擦表面并承受載荷滑動(dòng)軸承。液體潤(rùn)滑劑是被兩摩擦面相對(duì)運(yùn)動(dòng)帶入兩摩擦面之間。產(chǎn)生液體動(dòng)壓力條件是：兩摩擦面有足夠相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度；潤(rùn)滑劑有適當(dāng)黏度；兩表面間間隙是收斂(這一間隙實(shí)際很小，圖1 油楔承載 中是夸大畫(huà)，相對(duì)運(yùn)動(dòng)中潤(rùn)滑劑從間隙大口流向小口，構(gòu)成油楔。這種支承載荷現(xiàn)象通常稱為油楔承載
機(jī)械加工后兩摩擦表面微觀是凹凸不平，如圖1 油楔承載 中局部放大圖。正常運(yùn)輸液體動(dòng)壓軸承中，油膜最薄(即通稱最小油膜厚度)處兩表面微觀凸峰不接觸，兩表面沒(méi)有磨損。這時(shí)摩擦完全屬於油內(nèi)摩擦，摩擦系數(shù)可小至0.001。油黏度越低，摩擦系數(shù)越小，但最小油膜厚度也越薄。，油最低黏度受到最小油膜厚度限制。當(dāng)最小油膜厚度處兩表面微觀凸峰接觸時(shí)，油膜破裂，摩擦和磨損都增大。摩擦功使油發(fā)熱而降低油黏度。為使油黏度比較穩(wěn)定，一般采用有冷卻裝置循環(huán)供油系統(tǒng)或油中加入能降低油對(duì)溫度敏感添加劑(見(jiàn)潤(rùn)滑劑)。液體動(dòng)壓軸承啟動(dòng)和停車(chē)過(guò)程中，因速度低不能形成足夠隔開(kāi)兩摩擦表面油膜，容易出現(xiàn)磨損，制造軸瓦或軸承襯須選用能直接接觸條件下工作滑動(dòng)軸承材料。液體動(dòng)壓軸承要求軸頸和軸瓦表面幾何形狀正確光滑，安裝時(shí)精確對(duì)中。
液體動(dòng)壓軸承分液體動(dòng)壓徑向軸承和液體動(dòng)壓推力軸承。液體動(dòng)壓徑向軸承又分單油楔和多油楔兩類(lèi)(見(jiàn)表 液體動(dòng)壓徑向軸承類(lèi)型 )。
單油楔液體動(dòng)壓徑向軸承 軸頸周?chē)粋€(gè)承載油楔軸承。圖2 單油楔軸承幾何參數(shù) 中是剖分式單油楔軸承。O 為軸承幾何中心，O 為承受載荷F 后軸頸中心。這兩中心連線稱為連心線。連心線與載荷作用線所夾銳角稱為偏位角。受載瓦面包圍軸頸角度稱為軸承包角。O 與O 之間距離稱為偏心距。軸承孔半徑R 與軸頸半徑之差稱為半徑間隙。與之比稱為相對(duì)間隙。與之比稱為偏心率。最小油膜厚度=-=(1-)，所方位由確定。軸承寬度B (軸向尺寸)與軸承直徑之比稱為寬徑比。
油楔只能軸承包角內(nèi)生成。當(dāng)=0時(shí)，O 與O 重合，軸承則不能(靠油楔)承載。載荷越大偏心率也越大。當(dāng)=1時(shí)，最小油膜厚度為零，軸頸與軸承即直接接觸，這時(shí)會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重摩擦和磨損。液體動(dòng)壓潤(rùn)滑數(shù)學(xué)分析中，將油黏度 、載荷(單位面積上壓力)、軸轉(zhuǎn)速和軸承相對(duì)間隙合并而成無(wú)量綱數(shù)/2稱為軸承特性數(shù)。對(duì)給定包角和寬徑比軸承，軸承特性數(shù)偏心率函數(shù)。對(duì)已知工作狀況軸承，可由此函數(shù)關(guān)系求其偏心率和最小油膜厚度，進(jìn)而核驗(yàn)該軸承能否實(shí)現(xiàn)液體動(dòng)壓潤(rùn)滑；也可按給定偏心率或最小油膜厚度確定軸承所能承受載荷。軸承特性數(shù)反映液體動(dòng)壓潤(rùn)滑下載荷、速度、黏度和相對(duì)間隙之間相互關(guān)系：對(duì)載荷大、速度低軸承應(yīng)選用黏度大潤(rùn)滑油和較小相對(duì)間隙；對(duì)載荷小、速度高軸承，則應(yīng)選用黏度小潤(rùn)滑油和較大相對(duì)間隙。
相對(duì)間隙對(duì)軸承性能影響很大，除影響軸承承載能力或最小油膜厚度外，還影響軸承功耗、溫升和油流量 (圖3 單油楔軸承各參數(shù)與相對(duì)間隙關(guān)系 )。對(duì)不同尺寸和工作狀況軸承，都有最優(yōu)相對(duì)間隙范圍，通常為0.002～0.0002毫米。
軸承寬徑比是影響軸承性能又一重要參數(shù)。寬徑比越小，油從軸承兩端流失越多，油膜中壓力下降越嚴(yán)重，這會(huì)顯著降低軸承承載能力。寬徑比大時(shí)，要求軸剛度大，與軸承對(duì)中精度高。通常取寬徑比為0.4～1。
單油楔軸承高速輕載時(shí)偏心率小，容易出現(xiàn)失穩(wěn)，產(chǎn)生油(氣)膜振蕩。油膜振蕩能引起設(shè)備損壞等重大事故。，單油楔軸承多用於中等以上速度或高速重載機(jī)械設(shè)備，如軋機(jī)和一般機(jī)床。
多油楔液體動(dòng)壓徑向軸承 軸頸周?chē)袃蓚€(gè)或兩個(gè)以上油楔軸承。多油楔徑向軸承承受載荷前，即軸頸中心與軸承幾何中心重合時(shí)，相對(duì)各段瓦面曲率中心都存偏心，偏心值相等，各瓦面油膜中生成壓力相同，軸頸受力平衡。承受載荷后，這些偏心值有增大，有減小，各瓦面上油膜壓力隨之減小或增大，軸承承載能力便是這些油膜壓力向量和。多油楔軸承比單油楔軸承承載能力低，但主承載瓦面對(duì)面附加有油膜壓力，能提高軸承運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性。，多油楔徑向軸承多用於高速輕載設(shè)備，如汽輪機(jī)、風(fēng)力機(jī)和精密磨床等。多油楔徑向軸承型式很多，還不斷出現(xiàn)消振能力較高新結(jié)構(gòu)。
液體動(dòng)壓推力軸承是由若干個(gè)油楔組成推力軸承，其承載能力為各油楔油膜壓力之和，常用於水輪機(jī)、汽輪機(jī)、壓氣機(jī)等中等以上速度設(shè)備(見(jiàn)推力滑動(dòng)軸承)。
