液体动压滑动轴承油膜压力分布和摩(7)

2018-12-24 12:49

作用原理 图2 [供油压力恒定系统的液体静压轴承]为供油压力恒

定系统的液体静压轴承和轴瓦的构造。外部供给的压力油通过补偿元件后从供油压力降至油腔压力,再通过封油面与轴颈间的间隙从油腔压力降至环境压力。多数轴承在轴不受外力时,轴颈与轴承孔同心,各油腔的间隙、流量、压力均相等,这称为设计状态。当轴受外力时轴颈位移,各油腔的平均间隙、流量、压力均发生变化,这时轴承外力与各油腔油膜力的向量和相平衡。补偿元件起自动调节油腔压力和补偿流量的作用,其补偿性能会影响轴承的承载能力、油膜刚度等。供油压力恒定系统中的补偿元件称为节流器,常见的有毛细管节流器小孔节流器滑阀节流器、薄膜节流器等多种。供油流量恒定系统中的补偿元件有定量泵和定量阀补偿元件不同,轴承载荷-位移性能也不同(图3[不同补偿元件液体静压径向轴承的载荷-位移性能比较]

)由于轴的旋转,在轴承封油面上有液体动压力产生,有利于提高轴承

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的承载能力。这种现象称为动压效应,速度越高,动压效应也越显著。

设计准则 设计液体静压轴承时应根据要求性能进行优化,如要求承载能力最大,油膜刚度最大,位移最小,功耗最少等。为增大轴承的动压效应和减少流量,液体静压轴承的封油面宜适当取宽些;为提高轴承的油膜刚度,轴承间隙宜适当取小些;轴承的温升、流量与供油压力成正比,泵功耗与供油压力的平方成正比,故在满足承载能力的前提下供油压力不宜过高。

设计状态下的油腔压力与供油压力之比称为压力比。它是影响轴承性能的重要参数,可根据对承载能力、油膜刚度和位移等不同要求选取。按设计状态下油膜刚度最大的原则选取时,压力比为:毛细管节流器0.5,小孔节流器 0.586。润滑油粘度应根据轴承的摩擦功耗和泵功耗之和为最小的原则选取。对于中等以下速度的轴承,摩擦功耗与泵功耗之比为1~3时,总功耗为最小。 邱宣怀

液压油对密封件的影响及其使用方法

液压油对密封件的影响及其使用方法摘要:及其 影响 密封 液压 材料 性能 润滑 系统 形成 效果 轴承的噪音轴承的振动级别与适用范围影响轴承寿命的因素及其控制轴承的注脂量对轴承的使用有什么影响T90推土机引导轮轴磨损原因分析及改进轴承的密封类型运行轨迹与加载荷的方法滚动轴承常用术语及定义(1)滚动轴承常用术语及定义(2)滚动轴承包装 液压油用于液压传动系统工作介质能量传递转换控制作用液压系统各部润滑腐蚀防锈冷却作用液压系统密封防止流体结合泄漏保持压力维持能量传递转换作用目前国内外使用密封材料大部分高分子弹性体特殊条件使用塑料各类金属属于哪一 液压油对密封件的影响及其使用方法

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液压油用于液压传动系统中作为工作介质,起能量的传递、转换和控制作用,同时还起着液压系统内各部件的润滑、防腐蚀、防锈和冷却等作用。而液压系统中的密封件起着防止流体从结合面间泄漏、保持压力、维持能量传递或转换作用。 目前国内外使用的密封材料大部分是高分子弹性体,一些特殊条件下也有使用塑料及各类金属。但不管属于哪一种材料,都应具有下列性能: 1、具有一定的机械物理性能:如抗张强度、定伸强度、伸长率; 2、有一定的弹性、硬度合适,并且压缩永久变形小; 3、与工作介质相适应,不容易产生溶胀、分解、硬化; 4、耐磨,有一定的抗撕性能; 5、具有耐高温、低温的老化性能。

然而,没有任何密封材料包括上述全部性能,需要根据工作环境,如温度、压力、介质以及运动方式来选择适宜的密封材料,并通过制定材料的配合配方来满足一定的要求。或者采用两种以上材料复合或组合结构的形式发挥各自的特长,达到更加全面的效果。

密封效果的形成:动密封分为非接触密封和接触密封。非接触密封主要是各种机械密封,如:石墨填料环、浮环密封等;橡塑复合密封件和橡塑组合密封件均属于接触密封,依靠装填在密封腔体中的预压紧力,阻塞泄漏通道而获得密封效果。液压系统用的密封件多为静密封(端面密封)、往复动密封(活塞、活塞杆密封)及旋转密封。

影响密封效果的因素:密封结构的选择和油膜形成、压力、温度、材料的相容性,动密封所接触工作表面的材质、硬度、几何形状、表面光洁度等。 一、密封材质与液压油(液)的相容性:

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液压油的颗粒污染来源之一是密封件材料与液压油不相适应而产生的“碎屑\或“磨屑\。密封件因“溶涨\被损坏产生的“碎屑\或被“抽提\出来的未被结合的无机物和填充补强材料,使密封件损坏并失效,同时对油品形成污染造成液压油变质以致失效。

液压系统中广泛使用叶片泵,在其工作压力大于6.9MPa的状态下,磨损问题变得突出,因而在液压油中使用了抗磨剂;为了适应在高温热源和明火附近的液压系统,使用抗燃的磷酸酯、水-乙二醇液压液,水包油和油包水乳化液等。以及应“用\而生的抗氧、防锈等各种类型复合添加剂配置的不同用途液压油(液)品种繁多。如:抗磨液压油复合剂类型中的无锌型(无灰型)抗磨液压油复合剂,是用烃类硫化物、磷酸酯、亚磷酸酯等,还有同时含硫、磷和氮三种元素的S-P-N极压抗磨剂。在极压工业齿轮油中,也以P-S型极压剂为主。

密封件产生“溶涨\或“抽提\的原因是液压油中添加剂所含有的各种化学元素及其浓度,依据“相似相溶\的原理,对不同的密封材质产生不同的影响,也既是密封材料的耐介质性能。例如:Shell Omala 320齿轮油和Shell Omala 460齿轮油中显示极性的磷(P)元素浓度在300ppm左右,所以丁腈橡胶因含有丙稀腈基团而具有极性,具有优良的耐油性能,却不适宜该类型油品的介质条件。 随着液压油(油)品种的不断研发,为改善油(液)性能的各种抗磨、极压添加剂、金属减活剂、破乳化剂和抗泡添加剂等,对密封件的材料的影响需要通过实验来验证。

二、密封材料耐油(液)性能检测评定:

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橡胶材料的密封件耐油(液)性能,一般采用标准试验油,按试验标准规定的温度条件和试验时间下浸泡,通过对浸泡前后测试值对比(如材料的硬度变化、拉伸强度变化率、扯断伸长变化率、体积变化率、压缩永久变形等),评价其性能。 No1标准油是“低体积增加油\,这种矿物油的混合物的成分是由溶剂萃取的,经化学处理、脱蜡的石蜡残渣和中性油;

No3标准油是一种“高体积增加油\,由经过选择的环烷粗制品,经过真空蒸馏得到的两种润滑油成分组成。

不同用途对材料的指标值考核不一样。 三、液压油(液)对密封件性能的影响:

密封理论认为:在一个动态柔性密封及其配合面之间存在一层完整的润滑膜。在正常状态下,正是借助这层润滑膜来达到密封目的并延长密封件寿命。 在液压系统中,液压油(液)对密封件密封性能的影响除介质/密封材料的相溶性,油品的粘度、粘度随温度的变化、往复(旋转)运动速度、压力及轴、缸体或活塞杆的材质、硬度、几何形状、表面光洁度,以及密封件的结构等影响润滑膜形成和膜特征的因素,均影响密封效果。一般说来,形成连续的润滑膜能获得理想的密封效果。

日本NOK公司最先在世界上用最新的图象处理技术解释清楚油封的密封原理。认为油封(旋转动密封)的密封机理由润滑特性和密封原理两部分组成。润滑特性:油封的摩擦特性受流体的粘度与滑动速度支配,油封与轴的相对滑动表面在油膜分离的润滑状态下运动,因此保持摩擦阻力小,磨损小。密封原理:油封滑动接触面上油的流动是从大气侧流向油侧又从油侧流向大气侧的循环。滑动面的润滑良好,可防止磨损的进行,由此没有泄漏。

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