流体静压润滑
2014-08-07 12:42阅读：
流体静压润滑
1：什么是流体静压润滑
流体静压润滑是利用专用外界的流体装置，是流体产生压力，并将具有压力的流体输入到摩擦表面，将两摩擦表面用一层静压流体膜分开以支持外载荷的润滑。
流体静压润滑的特点
主要优点是：
(1)适用速度范围广
由于流体静压润滑本身不需要相对运动的功能，因而在任何速度下包括很高速或很低速，启动或停车以及正反转都能建立—层完整的流体膜，并获得良好的工作性能。
(2)摩擦系数很小
其一般摩擦系数μ只有0.0001~0.0008，例如采用32号机械油的静压导轨，其起动摩擦系数一般在0.0005，因而功耗小，效率高，并在低速条件下不会产生粘滑现象。
(3)使用寿命长
因为两个相对运动的表面不直接接触、磨损很小、能长期保持精度，同时对摩擦副的材料没有特殊要求等，因而大大地延长了其使用寿命。
(4)运动精度高
液体静压膜具有某种“平均误差”的作用，可以补偿制造误差的影响。因而对轴颈或轴承的加工精度和表面粗糙度要求一般比液体动压润滑轴承为低。这点同滚动元件支承相比尤为明显。
(5)适应性和抗振性能好
静压润滑的适应性很广，能满足轻裁到重载，小型到大型，低速到高速的各种机床和机械设备的要求、同时，静压流体膜有良好的吸振性能，运动均匀平稳，振动、噪音都很小。
主要缺点：
其缺点主要是工作时要一套可靠的高压供油装置，投资费和维护费较高，也增加了机器所占空间，而总效率较低，从这个角度分析．不如动压润滑机构简单，费用低。因此．究竞选用何种润滑方式，应根据具体要求综合考虑，必要时也可设计成动静压联合润滑方式。
2：流体静压润滑支承原理
2.1：支承单元基本原理
流体静压支承的共同特点是各摩擦面都开有几个流体腔，每个流体腔的四周均有封流体的面，一般将一个流体腔及其封流体的面称为一个文承单元(或流体垫)，若干个支承适当配置，便构成流体静压支承，整个摩擦副的承栽能力，是各支承单元承载能力的合成结果。所以理解单个支承单元的工作原理，是全面了解整个支承的基础。
上图所示一个支承单元，上部为被支承件，下部为轴承，其间隙为A(即流体膜厚度)，以及出一个深度比间隙大得多的流体腔和四周具有一定宽度封流体的面组成。当末通入压力流体时，流体腔没有压力，被支承件(一般为运动件)受载荷作用压紧在支承上。当流体从高压流体泵送入流体腔内后，当合成液体压力P＝∫pdA
(dA微面积)同支承单元载荷FN平衡时，被支承件浮起，封流体的面处形成间隙，流体从封流体的面流出，由于间隙较小、阻力很大，流体腔内仍保持支承载荷所需要的压力p6(p＝p流体进一p流体出），被支承件能继续浮起，保持工作稳定。
2.2：流体腔压力的形成和分布
流体膜要将两个固体表面分开，必须具有一定压力，根据静压支承的基本原理，是由外界供给流体腔高压流体并在通过间隙过程中遇到阳力而形成流体膜压力p(即液压力)，使两平而分开以支承外载荷．如果支承面积而积为A，该流体膜能支承的栽荷为
FN＝pA
加果各点上的压力p不是恒星，则每一微单元面dA
承受载荷为dFN，即
dFN=pdA
而总载荷力
FN=∫pdA
为简单起见，我们的讨论只限于二维的情况，则这时上述方程将给出如下图所示的三种液压力分布情况。实际上，支承单元的液压力由两部分组成，—为流体油腔中的液压力，一为封流体面处液压力；流体腔中液压力可看作大小相等均匀分布；封流体面中的液压力分布比较复杂，为计算方便，可近似认为直线变化分布．根据边界条件，里端液压力为流体腔压力，外瑞压力为零(成大气压)。矩形单元的实际压力分布如图6—7(a)历示。由此看出，单元的总液压力为两部分之和．
2.3：流体静压润滑常用的计算公式
流体静压润滑系统的基本类型
1)定压供油系统
这种系统供油压力恒定。
2)定量供油系统
这种系统各油腔的油量恒定,随油膜厚度变化自动调节油腔压力,来适应载荷的变化。
流体静压润滑常用计算公式
1)空载流量计算公式
1>空载时一个油腔向外流出的流量
式中
P
0-轴承空载时油腔压力(MPa);
θ
0-轴承油腔张角之半(rad);
l
1-轴承轴向封油面长度(cm);
l-轴承油腔长度(cm);
b
1-轴承周向封油面宽度(cm);
R-轴承内孔半径(cm);
Q
0-轴承一个油腔向外流出的流量(cm
3/s);
h
0-轴承半径间隙(cm);
2>空载时通过节流器流入支承一个油腔的流量根据流体力学的有关公式可得到。
1]小孔节流器
式中
p
s-供油压力
p
0-支承空载时油腔压力
小孔流量系数，a=0.6-0.7
Q
c0-空载流量(cm
3/s)
d
0-节流小孔直径(cm);
ρ-润滑油密度(g/cm
3)
2]毛细管节流器
式中
d
c-毛细管直径(cm);
l
c-毛细管长度(cm);
其余同上。
3]滑阀节流器
式中
h
c-滑阀体和滑阀之间的节流半径间隙;
d
c-滑阀直径(cm);
l
c-滑阀节流长度(cm);
其余同上。
4]薄膜节流器
式中
h
c-薄膜处于平直状态下与圆台的距离(cm);
r
c1-圆台进油孔半径(cm);
r
c2-圆台半径(cm);
