1、離心式壓縮機滑動軸承第一節(jié) 滑動軸承的基本工作原理1、動壓潤滑的形成原理先分析兩平行板的情況。如下圖a所示，板B靜止不動，板A以速度v向左運動，板間充滿潤滑油。如前所述，當板上無載荷時兩平行板之間液體各流層的速度呈三角形分布，板A、B之間帶進的油量等于帶出的油量，因此兩板間油量保持不變，亦即板A不會下沉。但若板A上承受載荷F時，油向兩側擠出（圖b），于是板A逐漸下沉，直到與板B接觸。這就說明兩平行板之間是不可能形成壓力油膜的。如果板A與板B不平行，板間的間隙沿運動方向由大到小呈收斂的楔形，并且板A上承受載荷F，如上圖c所示。當板A運動時，兩端的速度若按照虛線所f示的三角形分布，則必然進油多而出

2、油少。由于液體實際上是不可壓縮的，必將在間隙內“擁擠”而形成壓力，迫使進口端的速度曲線向內凹，出口端的速度曲線向外凸，不會再是三角形分布。進口端間隙h1大而速度曲線內凹，出口端h1小而速度曲線外凸，于是有可能使帶進油量等于帶出油量。同時，間隙內形成的液體壓力將與外載荷F平衡。這就說明在間隙內形成了壓力油膜。這種借助相對運動而在軸承間隙中形成的壓力油膜稱為動壓油膜。圖c還表明從截面aa到cc之間，各截面的速度圖是各不相同的，但必有一截面bb，油的速度呈三角形分布。2、動壓潤滑的形成的條件根據以上分析可知，形成動壓油膜的必要條件是：1）兩工作表面間必須有楔形間隙；2）兩工作表面間必須連續(xù)充滿潤滑油

3、或其他粘性流體；3）兩工作表面間必須有相對滑動速度，其運動方向必須保證潤滑油從大截面流進，從小截面流出。此外，對于一定的載荷F，必須使速度，粘度及間隙等匹配恰當。現進一步觀察向心滑動軸承形成動壓油膜的過程。下圖a表示停車狀態(tài)，軸頸沉在下部。軸頸表面與軸承孔表面構成了楔形間隙，這就滿足了形成動壓油膜的首要條件。開始起動時軸頸沿軸承孔內壁向上爬，如圖b所示。當轉速繼續(xù)增加時，楔形間隙內形成的油膜壓力將軸頸抬起而與軸承脫離接觸，如圖c所示。但此情況不能持久，因油膜內各點壓力的合力有向左推動軸頸的分力存在，因而軸頸繼續(xù)向左移動。最后，當達到機器的工作轉速時，軸頸則處于圖d所示的位置。此時油膜內各點的壓

4、力，其垂直方向的合力與載荷F平衡，其水平方向的壓力，左右自行抵消。于是軸頓就穩(wěn)定在此平衡位置上旋轉。從圖中可以明顯看出，軸頸中心O1與軸承孔中心 O不重合， OO1=e，稱為偏心距。其他條件相同時，工作轉速越高，e值越小，即軸頸中心越接近軸承孔中心。第二節(jié) 滑動軸承的特點、類型及應用1、滑動軸承的類型1）向心滑動軸承 軸瓦是滑動軸承中的重要零件。如上左圖所示，向心滑動軸承的軸瓦內孔為圓柱形。若載荷方向向下，則下軸瓦為承載區(qū)，上軸瓦為非承載區(qū)。潤滑油應由非承載區(qū)引入，所以在頂部開進油孔。在軸瓦內表面，以進油口為中心沿縱向、斜向或橫向開有油溝，以利于潤滑油均勻分布在整個軸頸上。油溝的形式很多，如上

5、右圖所示。一般油溝與軸瓦端面保持一定距離，以防止漏油。當載荷垂直向下或略有偏斜時，軸承的中分面常為水平方向。若載荷方向有較大偏斜時，則軸承的中分面也斜著布置（通常傾斜45°，使中分平面垂直于或接近垂直于載荷（下左圖）。 上右圖所示為潤滑油從兩側導人的結構，常用于大型的液體潤滑的滑動軸承中。一側油進入后被旋轉著的軸頸帶人楔形間隙中形成動壓油膜，另一側油進入后覆蓋在軸頸上半部，起著冷卻作用，最后油從軸承的兩端泄出。下圖所承的軸瓦兩側面開有油溝，這種結構可以使?jié)櫥晚樌剡M入軸瓦與軸頸的間隙。軸瓦寬度與軸頸直徑之比Bd稱為寬徑比，它是向心滑動軸承中的重要參數之一。對于液體摩擦的滑動軸承，常

6、取 Bd=0.51；對于非液體摩擦的滑動軸承，常取 Bd=0.81.5，有時可以更大些。2）推力滑動軸承軸上的軸向力應采用推力軸承來承受。止推面可以利用軸的端面，也可在軸的中段做出凸肩或裝上推力圓盤。后面將論述兩平行平面之間是不能形成動壓油膜的，因此須沿軸承止推面按若干塊扇形面積開出楔形。下圖a所示為固定式推力軸承，其楔形的傾斜角固定不變，在楔形頂部留出平臺，用來承受停車后的軸向載荷。圖b為可傾式推力軸承，其扇形塊的傾斜角能隨載荷、轉速的改變而自行調整，因此性能更為優(yōu)越。扇形塊數一般為612。第三節(jié) 徑向軸承和止推軸承的工作原理1）徑向軸承徑向軸承在運行過程中，軸承與軸頸之間會形成一層薄薄的油

7、膜，這層油膜可以使軸浮起來。在徑向軸承運行過程中，由于軸頸不停地回轉，軸頸便把潤滑油帶入到軸頸與軸承之間，從面形成了一層薄薄的油膜。由于軸頸與軸承中心并不同心，而是有一個偏心，這種楔形油膜可使沉重的轉子浮起來。離心式壓縮機上常用的徑向軸承有圓瓦軸承、橢圓瓦軸承、多油楔固定軸承和可傾瓦軸承，現在的壓縮機大都采用可傾瓦軸承。圓瓦軸承的優(yōu)點是結構簡單，但高速穩(wěn)定性差，現在已經很少使用。橢圓瓦軸承與圓瓦軸承相比，其優(yōu)點首先是，它穩(wěn)定性好，在運轉中若軸上下晃動，如向上晃動，上面的間隙變小，油膜壓力變大。下面的間隙變大，油膜壓力變小，兩部分分力的合力變化會把軸頸推回原來的位置，使軸運轉穩(wěn)定。其次由于側間隙

8、大，沿軸向流出的油量大，散熱性好，軸承的溫度較低。但是這種軸承承載能力較低，由于產生上、下兩個油膜，功率消耗大，在垂直方向抗振性好，但在水平方向抗振性較差。多油楔固定軸承的優(yōu)點是軸承的各方向抗振性均較好，軸承溫升低，不易發(fā)生油膜振蕩，在舊式的壓縮機中經常使用?？蓛A瓦軸承與其他軸承相比，其優(yōu)點是每一塊瓦均能自由擺動，在任何情況下都能形成最佳油楔，高速穩(wěn)定性非常好，不易發(fā)生油膜振蕩，在離心式壓縮機中普遍應用?？蓛A瓦軸承主要由軸承體、兩側油封和瓦塊構成。這種軸承的瓦塊一般采用五塊瓦，每個瓦塊可以自由擺動，沿軸頸的周圍均勻分布五個瓦塊，各自可以繞自身的一個支點擺動。瓦塊與軸頸有正常的軸承間隙量，一般取

9、間隙值為直徑的0.15-0.2%，每塊瓦的外徑都小于軸承體的內徑，瓦背圓弧與軸承體內孔是線接觸，它相當于一個支點，當機組轉速、負荷等運行條件變化時，瓦塊能在軸承體的支撐面上自由地擺動，自動調節(jié)瓦塊位置，形成最佳潤滑油楔。為了防止瓦塊隨軸頸沿圓周方向一起轉動，每個瓦塊上都用一個裝在軸承體上的螺釘來定位，大多數情況定位螺釘是在瓦塊的中間，為了防止瓦塊沿軸向和徑向竄動，把瓦塊裝在軸承體內的T形槽中。瓦塊一般采用20號鋼或25號鋼，上面澆注巴氏合金，合金厚度一般為0.8-2.5mm。軸承體為上、下半水平剖分式，安裝在軸承座內，軸承體與軸承座靠定位止口配合緊密，為了防止軸承體轉動，還裝有一個徑向定位銷來

10、防轉，軸承的進油口數量不一樣，有的軸承只有一個進油孔，有的軸承瓦塊與瓦塊間都有進油孔，但總是布置在不破壞油膜的地方，潤滑油一般沿軸向排出去。在軸承體兩端有凹槽，排油孔與之相通，潤滑油集中在凹槽中，經過排油孔流回軸承箱。2）止推軸承對于止推軸承，在止推軸承與瓦塊之間形成楔狀間隙，止推盤旋轉，由于潤滑油有一定的黏性，止推盤把油帶進這個間隙中，進油口大，出油口小，便在油楔中形成油膜壓力，承受轉子的軸向推力。動壓軸承為了獲得液體潤滑，在結構上必須滿足具有楔形間隙的要求，使進油口大及出油口小。軸承油膜的形成以及產生油膜壓力的大小受軸的轉速、潤滑油的黏度、軸承間隙和軸承承受的負荷等因素的影響。一般來說，軸

11、的轉速越高、油的黏度越大、被帶進的油就越多、油膜壓力就越大，承受的載荷也就越大。但是，油的黏度過大，會使油分布不均勻，增加摩擦損失，不能保持良好的潤滑效果。軸承的間隙過大，對油膜的形成不利，并增加油的消耗量；軸承間隙過小，又會使油量不足，不能滿足軸冷卻的要求。一定的軸承結構，在一定的轉速下，只能承受相當的負荷。如果負荷過大，油膜的形成會很困難，當超過軸承的承載能力時，軸瓦就會被燒壞。離心式壓縮機常采用的止推軸承有米楔爾止推軸承和金斯伯雷止推軸承。它們的共同特點是有多個活動的止推瓦塊，在瓦塊后面有承力點，止推瓦塊可以繞支點擺動，以形成最佳狀態(tài)的潤滑油膜。米楔爾止推軸承的止推瓦塊同基環(huán)直接接觸，是

12、單層的，當止推瓦塊承受推力時，可以自動調整止推瓦塊的位置，形成有利的油楔。在止推盤兩側分置主止推瓦塊和副止推瓦塊。在正常情況下，轉子的軸向力通過止推盤經過油膜傳給主止推瓦塊，然后通過基環(huán)傳給軸承座，但在起動或甩負荷時可能出現反向軸向推力，此推力將由副止推瓦塊來承受。止推瓦塊與轉子止推盤接觸的一面襯有巴金合金，其厚度應小于壓縮機動#靜部分間的最小軸向間隙，一般為1-1.5mm，并向轉子的旋轉方向傾斜，這樣!通過轉子止推盤與止推瓦塊表面的相對運動，它們之間就會形成一個承受軸向推力的油楔。米楔爾止推軸承的優(yōu)點是結構簡單，軸向尺寸??；缺點是當瓦塊厚度稍有差別或軸承基環(huán)與止推盤平行度有誤差時，每個瓦塊間

13、負荷不能調節(jié)，會造成部分瓦塊過載。金斯伯雷止推軸承的止推瓦塊下面有上水準塊、下水準塊，然后才是基環(huán)，屬于三層結構。止推瓦塊與墊在下面的上水準塊、下水準塊和基環(huán)，它們之間采用球面支點接觸，保證止推瓦塊、水準塊可以自由擺動，使載荷分布均勻。止推瓦塊一般采用25號鋼，上面澆注巴氏合金，合金厚度一般為1-1.5mm，止推盤與止推瓦塊之間留有間隙，此間隙通常稱為工作總竄量，一般為0.25-0.4mm，這就可以保證止推盤和瓦塊之間形成油楔，承受轉子的軸向推力。潤滑油從軸承座與外殼之間流入，經過基環(huán)背面銑出的油槽，并通過基環(huán)與軸頸之間的空隙進入止推盤與止推瓦塊的間隙中。排油是靠止推盤轉動時的離心力作用，油被

14、甩出，從軸承座的上方排出。金斯伯雷止推軸承的優(yōu)點是瓦塊間載荷分布均勻，調節(jié)靈活，能自動補償轉子不對中。偏斜、缺點是結構復雜，需要軸向安裝尺寸較長。第四節(jié) 影響軸承性能的主要因素1、 寬徑比對支持軸承來說,軸承的寬度L和直徑d之比對軸承的承載能力影響很大, L /d比值越大,承載能力越大。但L /d過大,潤滑油不容易從軸端流走,使軸承溫度升高,有邊緣接觸的危險,容易造成嚴重磨損和疲勞破壞。通常取L /d比值在013115范圍內。小寬徑比有利于增加軸瓦上的壓力而提高運行穩(wěn)定性、增加流量而降低溫升、降低功耗,但承載能力降低,易于出現軸瓦材料局部過熱現象。2、 相對間隙間隙對最小油膜厚度和油膜的溫度有極大影響,間隙過大,對油膜形成不利,并通過軸承間隙的潤滑油流量多,增大油量的消耗,軸承的承載能力也低;過小,又會使油量不足,不能滿足軸承冷卻的要求。間隙對軸承的穩(wěn)定性也有較大影響。通常,載荷小的軸承減小間隙可提高穩(wěn)定性,而載荷較大的軸承增大間隙可提高穩(wěn)定性。3、 載荷負荷對軸承的主要影響是,負荷過大,對油膜形成很困難,最小油膜厚度減小,而平均工作溫度要升高,增加摩擦功耗和端面泄流量,當超過軸承的承載能力時,軸瓦就會被燒壞。4、 轉速一般來說,轉速越高