静压与动压轴承

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v3、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。

轴承摩擦方式轴承摩擦是指在轴和轴承之间的相对运动中，由于物体表面间的接触产生的阻力。

轴承摩擦方式的种类繁多，下面将介绍一些常见的轴承摩擦方式以及相关参考内容。

1. 干摩擦干摩擦是指轴承和轴之间没有润滑剂的情况下产生的摩擦。

常见的干摩擦方式有金属对金属的干摩擦、陶瓷对金属的干摩擦等。

干摩擦具有高温、高速度、高压力等特点，容易产生过热现象，从而导致轴承的损坏。

相关参考内容可以参考相关摩擦学的书籍，如《摩擦学基础》、《轴承学》等。

2. 液体摩擦液体摩擦是指在液体润滑剂的作用下，轴承和轴之间产生的摩擦。

液体摩擦的方式包括油膜摩擦和压力润滑。

油膜摩擦是指润滑剂形成的油膜在轴承和轴之间进行相对滑动，减小了摩擦力。

压力润滑是指在润滑剂的压力作用下形成一个液体薄膜，以减小轴承和轴之间的接触面积，从而减小了摩擦。

相关参考内容可以参考相关液体摩擦的理论和实践经验，如《润滑学》、《轴承的润滑与密封》等。

3. 固体摩擦固体摩擦是指在润滑剂不适用或不充分的情况下，轴承和轴之间利用固体材料进行摩擦。

固体摩擦的方式包括干涉摩擦和粘附摩擦。

干涉摩擦是指轴承和轴之间的干涉现象导致的摩擦，常见的干涉摩擦材料有金属对金属、金属对陶瓷等。

粘附摩擦是指轴承和轴之间由于粘附作用而产生的摩擦，常见的粘附摩擦材料有金属对金属、金属对塑料等。

相关参考内容可以参考相关材料摩擦和磨损的书籍，如《材料摩擦与磨损》、《轴承材料与润滑》等。

4. 气体摩擦气体摩擦是指在高速运动下，轴承和轴之间由气体介质产生的摩擦。

气体摩擦的方式包括气体辊道摩擦和气体轴承摩擦。

气体辊道摩擦是指气体辊道上的气体介质与轴承和轴之间产生的摩擦，常见的气体辊道有空气辊道、气体辊道等。

气体轴承摩擦是指在气体轴承中，气体介质对轴承和轴之间产生的摩擦，常见的气体轴承有气体静压轴承、气体动压轴承等。

相关参考内容可以参考相关气体动力学和气体流体力学的书籍，如《气体动力学基础》、《气体流体力学》等。

磨工技师考试题库五1、问答题试述多齿盘分度机构的工作原理和特点。

正确答案：多齿分度盘主要由三角形齿形的上、下齿盘啮合组成，分度时经传动机构上、下盘脱开即可。

其特点是：分度精度高，分度范围大，刚性好，精（江南博哥）度持久性好。

2、问答题影响磨削力的主要因素有哪些？正确答案：影响磨削力的因素很多，主要有：（1）工件材料。

工件材料的强度、硬度越高，塑性、韧性越好，变形抗力和摩擦力越大，磨削力就越大，磨削脆性材料时，产生的磨削力小。

（2）磨削用量。

在磨削用量中，对磨削力影响最大的是背吃刀量，其次是进给量，磨削速度的影响最小。

背吃刀量和进给量增大，使磨削宽度和磨削厚度增大，使磨削力随之增大。

（3）砂轮的特性与修整。

砂轮的主要特性如磨料、粒度、硬度、组织、结合剂及形状尺寸等，对磨削力关系甚大。

合理选择砂轮特性，选用具有良好切削性能的砂轮，可减小磨削力。

正确修整砂轮，使砂轮保持锋利的切削刃和正确的形状，以及减少砂轮与工件磨削时的接触面积等，也可使切削力大为降低。

3、问答题什么叫超硬磨料磨具的浓度？浓度对磨削加工有何影响？选择时应考虑哪些因素？正确答案：浓度时超硬磨料磨具独有的特性。

浓度是指超硬磨具的磨料层中每1体积中所含超硬磨料的质量。

浓度越高，其含量也越高。

若浓度为100%，则在1体积中含磨料为0.88g（4.4克拉）。

浓度直接影响到磨削效率和加工成本，浓度大，则磨削效率高，但成本增加。

选择时应综合考虑磨具的粒度、结合剂、磨削方式、磨具形式以及生产率等要求。

4、问答题什么是头架主轴的“预紧”？预紧的目的是什么？如何实现预紧？正确答案：所谓“预紧”，就是将滚动轴承并紧，使其在未承受载荷时，预先在滚动体（滚球、滚子和滚针）与内外圈滚道的接触处，产生微量的初始弹性变形。

预紧的目的是：消除轴承中原来存在的间隙，提高主轴的旋转精度、刚度和抗振性，保证工件加工精度的要求。

头架主轴实现预紧的方法是：修磨内、外隔圈，使内圈的宽度大于外圈的宽度，然后在装配时使轴承内外圈之间发生轴向相对移动，将滚动体与内、外圈滚道压紧。

轴承基础知识考试试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 轴承按其工作原理不同，可以分为哪两大类？A. 滚动轴承和滑动轴承B. 静压轴承和动压轴承C. 深沟球轴承和圆柱滚子轴承D. 推力轴承和向心轴承答案：A2. 下列哪种轴承属于滑动轴承？A. 深沟球轴承B. 圆柱滚子轴承C. 推力球轴承D. 平面轴承答案：D3. 轴承的径向游隙是指：A. 轴承内圈与外圈之间的径向间隙B. 轴承内圈与轴颈之间的径向间隙C. 轴承外圈与轴承座孔之间的径向间隙D. 轴承滚珠与滚道之间的径向间隙答案：A4. 下列哪种轴承适用于高速、轻载场合？A. 深沟球轴承B. 圆柱滚子轴承C. 推力球轴承D. 调心球轴承答案：A5. 下列哪个因素对轴承的疲劳寿命影响最大？A. 载荷B. 转速C. 温度D. 润滑答案：A6. 下列哪种润滑方式适用于高速、高温场合？A. 油润滑B. 油脂润滑C. 气体润滑D. 液体润滑答案：C7. 轴承的精度等级分为哪几个等级？A. P0、P6、P5、P4、P2B. P0、P6、P5、P4、P3C. P0、P6、P5、P4、P1D. P0、P6、P5、P4、P0答案：A8. 下列哪种轴承适用于重载、低速场合？A. 深沟球轴承B. 圆柱滚子轴承C. 推力球轴承D. 调心滚子轴承答案：D9. 下列哪个因素会导致轴承早期损坏？A. 载荷过大B. 转速过高C. 润滑不良D. 温度过高答案：C10. 轴承的密封方式主要有哪几种？A. 内密封和外密封B. 油封和橡胶封C. 油封和迷宫封D. 橡胶封和迷宫封答案：C二、填空题（每题2分，共20分）1. 轴承的径向游隙是指________与________之间的径向间隙。

答案：轴承内圈、外圈2. 滚动轴承的基本结构包括________、________、________和________。

答案：内圈、外圈、滚动体、保持架3. 轴承的精度等级分为________、________、________、________和________。

流体动压轴承工作原理
动压轴承油膜压力是靠轴本身旋转产生的，因此供油系统简单，设计良好的动压轴承具有很长的使用寿命，因此，很多旋转机器（例如膨胀机、压缩机、泵、电动机、发电机等）均广泛采用各类动压轴承。

在旋转机械上使用的液体动压轴承有承受径向力的径向轴承和
承受轴向力的止推轴承两类。

在动压轴承中，轴颈与轴承孔之间有一定的间隙（一般为轴颈直径的千分之几），间隙内充满润滑油。

轴颈静止时，沉在轴承的底部。

当转轴开始旋转时，轴颈依靠摩擦力的作用，沿轴承内表面往上爬行，达到一定位置后，摩擦力不能支持转子重量就开始打滑，此时为半液体摩擦。

随着转速的继续升高，轴颈把具有黏性的润滑油带入与轴承之间的楔形间隙（油楔）中，因为楔形间隙是收敛形的，它的入口断面大于出口断面，因此在油楔中会产生一定油压，轴颈被油的压力挤向另外一侧。

如果带入楔形间隙内的润滑油流量是连续的，这样油液中的油压就会升高，使入口处的平均流速减小，而出口处的平均流速增大。

由于油液在楔形间隙内升高的压力就是流体动压力，所以称这种轴承为动压轴承。

在间隙内积聚的油层称为油膜，油膜压力可以把转子轴颈抬起。

当油膜压力与外载荷平衡时，轴颈就在与轴承内表面不发生接触的情况下稳定地运转，此时的轴心位置略有偏移，这就是流体动压轴承的工作原理。

滑动轴承实验一、概述滑动轴承用于支承转动零件，是一种在机械中被广泛应用的重要零部件。

根据轴承的工作原理，滑动轴承属于滑动摩擦类型。

滑动轴承中的润滑油若能形成一定的油膜厚度而将作相对转动的轴承与轴颈表面分开，则运动副表面就不发生接触，从而降低摩擦、减少磨损，延长轴承的使用寿命。

根据流体润滑形成原理的不同，润滑油膜分为流体静压润滑(外部供压式)及流体动压润滑(内部自生式)，本章讨论流体动压轴承实验。

流体动压润滑轴承其工作原理是通过韧颈旋转，借助流体粘性将润滑油带人轴颈与轴瓦配合表面的收敛楔形间隙内，由于润滑油由大端人口至小端出口的流动过程中必须满足流体流动连续性条件，从而润滑油在间隙内就自然形成周向油膜压力(见图1)，在油膜压力作用下，轴颈由图l(a)所示的位置被推向图1(b)所示的位置。

图1 动压油膜的形成当动压油膜的压力p 在载荷F 方向分力的合力与载荷F 平衡时，轴颈中心处于某一相应稳定的平衡位置O 1，O 1位置的坐标为O 1(e ，Φ)。

其中e =OO 1，称为偏心距；Φ为偏位角(轴承中心O 与轴颈中心O 1连线与外载荷F 作用线间的夹角)。

随着轴承载荷、转速、润滑油种类等参数的变化以及轴承几何参数(如宽径比、相对间隙)的不同．轴颈中心的位置也随之发生变化。

对处于工况参数随时间变化下工作的非稳态滑动轴承，轴心的轨迹将形成一条轴心轨迹图。

为了保证形成完全的液体摩擦状态，对于实际的工程表面，最小油膜厚度必须满足下列条件：()21min Z z R R S h += （1）式中，S 为安全系数，通常取S ≥2；R z1，R Z2分别为轴颈和铀瓦孔表面粗糙度的十点高度。

滑动轴承实验是分析滑动轴承承载机理的基本实验，它是分析与研究轴承的润滑特性以及进行滑动轴承创新性设计的重要实践基础。

根据要求不同，滑动轴承实验分为基本型、综合设计型和研究创新型三种类型。

（1）掌握实验装置的结构原理，了解滑动轴承的润滑方式、轴承实验台的加载方法以及轴承实验台主轴的驱动方式及调速的原理。

《装备制造技术）2020年第10期磨床砂轮主轴轴承的维修李泽炎（广西玉柴机器股份有限公司，广西 玉林537000）摘 要:在现有柴油机零部件制造业当中，磨床在机加工中占有重要的地位，特别是曲轴和凸轮的加工中，磨床的加工精 度直接影响产品的加工精度。

磨床制造业在不断的发展和进步，通过采用正确的修理手段和操作，通过多年对磨床砂轮主 轴轴承维修工作的总结与分析，找到主轴轴承故障的主要原因，得出维修主轴轴承的注意事项及处理故障的应对措施。

关键词：磨床砂轮;主轴故障；主轴轴承中图分类号:TG580文献标识码：A 文章编号：1672-545X （ 2020） 10-0181-030引言磨床的砂轮主轴是重要的部件，虽然磨床砂轮成本不高,旦严重制约磨砂主轴的进步和发展。

一般来说，小型的磨床是滚动的轴承结构，大型的砂轮采用的是液体静压轴承结构。

因为静压轴承摩擦因数小,精度很高。

对于磨床砂轮来说，其在启动的时候形成 一定的油膜,油膜过多或者过少都会严重阻碍磨床主轴的寿命［1-味为此，降低砂轮主轴轴承的故障是我们 一直在探索的问题。

以找出原因进行修理工艺和装配 调整方法的改进来提高砂轮主轴轴承的寿命。

1.2磨床砂轮主轴轴承的分类（静压、动压）一般来说磨床砂轮主轴轴承分为静压轴承和动压轴承。

其相关原理介绍如下：（1）静压轴承磨床砂轮主轴静压轴承工作原理是：在启动油泵时，通过节流器等环节，使得主轴颈出现一定的油膜，从而使其与轴承之间产生间隙，通过一定的节流器的作用，使得油通过必要的回油泵使得油回至油箱之内，静压轴承工作原理图如图2所示。

因为其整 体结构简单，安装方便,精度高等因素，使得其广泛被应用。

1磨床砂轮主轴轴承概述及特性1.1磨床砂轮主轴承概述磨床砂轮主轴轴承的质量水平好坏直接影响加工工件的质量和稳定性，一般具有滚动的轴承和滑 动轴承两大类。

但是，现有的主滑动轴承发展水平较高，对于现有的动压轴承、静压轴承及动静压轴承研究已久，一般来说采用的雷若方程计算边界条件W磨床砂轮主轴承结构图如图1o皮带轮卸荷装置主轴箱砂轮夹盘图1砂轮主轴结构图图2静压轴承动作原理（2）动压轴承动压轴承具备运动平稳，同时具备一定的抗震收稿日期：2020-07-24作者简介:李泽炎（1971-）,男，广西容县人，专科，助理工程师，研究方向：机械技术181Equipment Manufacturing Technology No.10，2020性，回转速度较高等特点。

汽轮机主要零部件的结构与作用一、基础与机座基础是由钢筋混凝土构成的整体结构。

其型式根据机组的结构特点及大小而定。

基础主要承受着汽轮机、凝汽器、工作机（及冷却器）等的重量，此外还承受着由于机组的转动部分质量不平衡所引起的离心力。

机座（台板）是用来支承机组并使其牢固地固定在基础上的部件。

小型机组采用整块式台板，是用铸铁浇铸的空心结构。

台板与基础之间置有垫铁，汽缸找平后，拧紧地脚螺栓，然后在空心台板内灌入混凝土，使台板牢固地固定在基础上。

连接台板与基础的地脚螺栓一般有双头螺栓和带钩式螺栓两种型式。

二、汽缸1．汽缸的作用及受力汽缸是汽轮机的外壳。

其作用是将汽轮机的通流部分与大气隔开，形成封闭的汽室，保证蒸汽在汽轮机内完成其能量转换过程。

汽缸内部装有喷咀室、喷咀、隔板套、隔板和汽封等零部件，汽缸外部装有调节汽阀及进汽、排汽和回热抽汽管路。

汽缸的受力情况比较复杂，而且随着汽轮机的运行工况改变而变化，为了掌握正确地运行方式，保证机组的安全，必须了解汽缸在工作时的受力情况。

汽缸在工作时承受的作用力主要有：（1）汽缸内外的压力差，使汽缸壁承受一定的作用力。

（2）隔板和喷咀作用在汽缸上的力，这是由隔板前后的压力差及汽流流过喷咀时的反作用所引起的。

（3）汽缸本身和安装在汽缸上零部件的重量。

（4）轴承座与汽缸铸成一体或轴承座螺栓连接下汽缸的机组，汽缸还承受着转子的重量及转子转动时产生的不平衡力。

（5）进排汽管道作用在汽缸上的力。

（6）汽轮机在运行中，汽缸各部分存在着温度差引起的热应力。

因此，在考虑汽缸结构时，必须保证汽缸有足够的强度和刚度，保证各部分受热时自由膨胀，根据汽流压力、温度和容积的变化要求通流部分有比较大地流通特性；在满足强度和刚度的情况下，尽量减薄汽缸和法兰壁的厚度，力求汽缸形状简单、对称。

在汽轮机运行时，必须合理地控制汽缸的温度变化速度，以避免汽缸产生过大的热应力和热变形及由此引起的汽缸结合面不严密或汽缸裂纹。

轴承滑动轴承按承受载荷的方向可分为：1径向滑动轴承2推力滑动轴承按结构不同可分为：1整体式轴承2剖分式轴承 3 内柱外锥式轴承按轴颈间的润滑状态可分为：1 液体动压滑动轴承 2 液体静压滑动轴承整体式轴承的结构：1油杯螺纹孔2油孔3轴承座4轴套整体式轴承最常用的材料是铸铁，轴承座用螺栓与机座联接，顶部设有装油杯的螺纹孔。

整体式轴承结构简单，常用于低速，载荷不大的间歇工作的机器上。

整体式滑动轴承的装配要抓住四个要点：1 压入轴套2 轴套定位3 修整轴套孔4 轴套的检验1压入轴套大多采用压入法或锤击法装配应根据轴套与座孔配合过盈量的大小确定适宜的压入法。

当轴套与座孔配合过盈量较大时，宜采用压力机压入，而当过盈量较小时，可用锤子敲入2轴套定位装配后，油槽和油孔应处在要求的位置上。

3修整轴套孔对于内孔尺寸较小的，可采用铰削，尺寸较大的须用刮削，修整时应注意控制与轴的配合间隙。

4轴套的检验整体式向心滑动轴承装配时对轴套的检验除了测定圆度误差及尺寸外，还要检验轴套孔中心线对轴套端面的垂直度。

沿孔长方向的检验，即可测定轴套圆度误差及尺寸。

轴承的结构部分式轴承由轴承座，轴承盖，部分轴瓦，轴承盖螺栓等组成。

轴瓦是轴承直接和轴颈相接触的零件。

剖分式轴承的装配方法剖分式滑动轴承的装配工艺要点是轴瓦与轴承座，盖的装配和轴瓦孔的配制。

在装配部分轴承时，步骤如下：1装配轴瓦和轴承体：上、下轴瓦与轴承座盖装配时应使轴瓦背与座孔接触良好，如不符合要求后壁轴瓦以座孔为基准刮轴瓦背部，薄壁轴瓦需进行选配。

应使轴瓦背与座孔接触良好，用涂色法检查时着色要均匀，2轴瓦的定位：剖分式轴瓦安装在轴承中无论在圆周方向或轴向都不允许有位移，常用定位削和轴瓦上的凸台来止动。

3轴瓦孔的刮削：通常先刮下轴瓦，再刮上轴瓦。

配刮时轴的松紧程度可随刮削次数的增加，通过改变垫片的厚度来调整。

轴承盖紧固后，轴能轻松地转动而无明显间隙，接触点符合要求，即表示配刮完成。

四点轴承的工作原理
四点轴承是指一个或多个接触点的两个面之间的相对位置在同一平面上，且接触点在垂直于轴方向上是等距分布的轴承。

四点轴承的主要功能是承受径向载荷和轴向载荷，并能同时承受径向和轴向载荷。

根据所承受载荷的性质不同，可分为支承静压轴承、支承动压轴承和支承滑动轴承等。

四点轴承最大的特点是，它在轴向载荷下，仍可保持较高的径向精度；在径向载荷下，仍可保持很高的精度。

而其它类型轴承却不具备这个特点，故被称为“万能”轴承。

四点轴承是由两个或多个接触点的两个面之间形成的平面，通常设置有内圈或外圈或带挡边的滚子，并用螺栓联接成整体。

内圈与外圈以滚动摩擦方式相接触；内圈与外圈之间以及外圈与下端面之间以滑动摩擦方式相接触；当旋转时，内外圈可沿径向平面相对转动，从而可实现两个接触点间的径向位移。

其运动过程是：当旋转时，外圈沿径向平面相对于内圈转动，而内圈则沿轴向平面相对于外圈球面转动；当旋转停止时，内外圈球面相对于外圈平面相对静止。

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