推力轴承油膜压力

推力轴承油膜压力是指机组在运行时，轴瓦和镜板之间形成一层楔形油膜，由于承受轴向推力负载油膜中产生压力。

推力轴承油膜压力的定义：2100433B

油膜刚度指油膜承载力对偏心距的导数，即油膜承载力增量与偏心距增量之比值。

中文名称

油膜刚度

英文名称

oil film stiffness

定　　义

油膜承载力对偏心距的导数，即油膜承载力增量与偏心距增量之比值。

应用学科

机械工程（一级学科），机械零件（二级学科），滑动轴承（三级学科）

微观量的计算，一般要用油膜法和估算法.计算微观量，一般要涉及宏观量和阿伏加德罗常数.

⑴油膜法求分子的直径.

将油膜视为单分子油膜，不考虑各油分子间的间隙，油膜分子视为球形，油分子的直径等于油膜厚度.油分子的直径

d=

[例1]将1 cm3的油酸溶于酒精，制成200 cm3的油酸酒精溶液.已知1 cm3的溶液有50滴，现取1滴油酸酒精溶于水，油酸在水面上形成一单分子薄层，已测出这一薄层的面积为0.2 m2，由此可估算油酸分子的直径为_______m.

解析：1滴油酸酒精溶液中油酸体积V=(10^-6 m^3/50)*(1 cm^3/200 cm^3)=10^-10 m^3，则油酸分子的直径d=V/S=5×10^-10 m.

点评：除油膜法计算分子大小外，如果在已知分子的体积V的情况下，对固体，液体还有方法：①当分子视为球体时，有V=4π（d/2）3/3=πd3/6,d=；②当分子视为立方体时，d=.对气体，因分子的间距很大，不考虑气体分子的大小.

⑵估算法求微观量.

估算是从已知条件出发，运用与题设条件密切相关的物理概念，规律和常数，对要求的问题作出合理的科学的估算的思维方法.

[例2]一热水瓶中水的质量约为2.2 kg，它所包含的水分子数目约为______（取二位有效数字，阿伏加德罗常数取6.02×1023 mol-1）.

解析：水的摩尔质量M=18×10-3 kg/mol，则2.2 kg水所含水分子数N=(m/M)NA=7.3×1025.

点评：解估算题的依据，就是一些物理理论，公式和一些常数，常识等.本节估算题常用的理论依据：对固体，液体而言，分子体积V分=V（物质体积）/N（分子总数），其中V=m（物质质量）/ρ（密度）；VA（摩尔体积）=M（摩尔质量）/ρ；某物质的分子数N=nNA=(m/M)NA=(V/VA)NA.若物质是气体，则VA=22.4 L，当未给V的压强和温度时，则把V就近似认为是标准状况下的体积.d（分子直径）=V（油滴体积）/S（单分子油膜面积）.常数或常识有阿伏加德罗常数，摩尔质量等.

工作原理

其工作原理是：在轧制过程中，由于轧制力的作用，迫使辊轴轴颈发生移动，油膜轴承中心与轴颈的中心产生偏心，使油膜轴承与轴颈之间的间隙形成了两个区域，一个叫发散区(沿轴颈旋转方向间隙逐渐变大），另一个叫收敛区（沿轴颈旋转方向逐渐减小）。

当旋转的轴颈把有粘度的润滑油从发散区带入收敛区，沿轴颈旋转方向轴承间隙由大变小，形成一种油楔，使润滑油内产生压力。油膜内各点的压力沿轧制方向的合力就是油膜轴承的承载力。当轧制力大于承载力时，轴颈中心与油膜轴承中心之间的偏心距增大。

在收敛区内轴承间隙沿轴颈旋转方向变陡，最小油膜厚度变小，油膜内的压力变大，承载力变大，直至与轧制力达到平衡，轴颈中心不再偏移，油膜轴承与轴颈完全被润滑油隔开，理论上形成了全流体润滑。

从油膜轴承的工作原理可知道油膜轴承系统内的一个最重要的参数就是最小油膜厚度。如果最小油膜厚度值太小，而润滑油中的金属杂质颗粒过大，金属颗粒的外形尺寸在数值上大于最小油膜厚度时，金属颗粒随润滑油通过最小油膜厚度处时，就像造成金属接触，严重时就会烧瓦。另外如果最小油膜厚度值太小，当出现堆钢等事故时，很容易造成轴颈和油膜轴承的金属接触而导致烧瓦。

最小油膜厚度值的大小与油膜轴承的结构尺寸及材料、相关零件的加工精度及油膜轴承系统的安装精度、润滑油及轧制力的大小等有关。2100433B