第11章-摩擦学设计-2.课件

第第11章章 摩擦学设计摩擦学设计(2)Tribology Design 摩擦副摩擦副作相对运动时，由于存在作相对运动时，由于存在摩擦阻力摩擦阻力，产生接触表面间的，产生接触表面间的磨磨损损和和功率损失功率损失。磨损磨损磨损磨损会降低机器的工作精度，而摩擦功转化为热量，使表面间的会降低机器的工作精度，而摩擦功转化为热量，使表面间的工作温度升高，严重时会造成工作温度升高，严重时会造成摩擦面间的胶合摩擦面间的胶合。为了减少机器的磨损。为了减少机器的磨损和发热，保证机器安全运转，延长使用寿命和降低能源的消耗，和发热，保证机器安全运转，延长使用寿命和降低能源的消耗，摩擦摩擦副工作表面间副工作表面间需进行需进行润滑润滑润滑润滑。使用经验表明，使用经验表明，润滑润滑润滑润滑是是减小摩擦副表面减小摩擦副表面摩擦摩擦、降低降低磨损磨损的最有效、的最有效、最重要的手段和措施。最重要的手段和措施。11.4 润滑和润滑系统设计润滑和润滑系统设计11.4.1 摩擦副间的基本润滑状态摩擦副间的基本润滑状态1.1.摩擦副间的基本润滑状态摩擦副间的基本润滑状态摩擦副间的基本润滑状态摩擦副间的基本润滑状态摩擦副表面间的润滑摩擦副表面间的润滑摩擦副表面间的润滑摩擦副表面间的润滑可分为可分为非流体润滑非流体润滑和和流体润滑流体润滑两大类。两大类。流体润滑流体润滑流体润滑流体润滑是指在适当条件下，是指在适当条件下，摩擦副的两摩擦表面摩擦副的两摩擦表面被一层被一层粘性流粘性流体润滑膜体润滑膜（厚度约为（厚度约为1.52m以上）完全分开，有流体压力平衡外载以上）完全分开，有流体压力平衡外载荷。由于两摩擦表面不是直接接触，当两表面相互滑动时，产生的摩荷。由于两摩擦表面不是直接接触，当两表面相互滑动时，产生的摩擦为润滑油分子之间的内摩擦，因此摩擦系数很小，一般为擦为润滑油分子之间的内摩擦，因此摩擦系数很小，一般为0.0010.008，从而有效地降低了磨损。，从而有效地降低了磨损。此时，此时，流体润滑的摩擦性质流体润滑的摩擦性质完全决定于完全决定于流体的粘性流体的粘性而与而与两个摩擦两个摩擦表面的材料表面的材料无关。所用的无关。所用的粘性流体粘性流体可以是可以是液体液体，如各类润滑油、水等，如各类润滑油、水等，也可以是也可以是气体气体，如空气、氦、氢等，相应地称为，如空气、氦、氢等，相应地称为液体润滑液体润滑和和气体润滑气体润滑。流体润滑的主要优点流体润滑的主要优点流体润滑的主要优点流体润滑的主要优点是：摩阻低，摩擦系数很小，一般为是：摩阻低，摩擦系数很小，一般为0.0010.008(液体动压润滑液体动压润滑)或更低或更低(气体润滑及静压润滑气体润滑及静压润滑)，可以改善摩擦副，可以改善摩擦副的动态性能并能有效地降低磨损。的动态性能并能有效地降低磨损。依据依据流体润滑油膜压力形成的方式不同流体润滑油膜压力形成的方式不同，又将，又将流体润滑流体润滑流体润滑流体润滑分为分为流流体动压润滑体动压润滑和和流体静压润滑流体静压润滑两类。两类。流体动压润滑流体动压润滑流体动压润滑流体动压润滑，系由摩擦表面间形成的收敛油楔和相对运动，系由摩擦表面间形成的收敛油楔和相对运动，由粘性流体产生的油膜压力以平衡外载荷。由粘性流体产生的油膜压力以平衡外载荷。流体静压润滑流体静压润滑流体静压润滑流体静压润滑，系由外部供油系统向摩擦表面间供给有一定压，系由外部供油系统向摩擦表面间供给有一定压力的流体，借助流体的静压力平衡外载荷。力的流体，借助流体的静压力平衡外载荷。非流体润滑非流体润滑非流体润滑非流体润滑是指在摩擦表面间用粉状或薄膜状固体进行润滑。是指在摩擦表面间用粉状或薄膜状固体进行润滑。润滑膜为固体膜。常用的固体润滑剂有：层状晶体结构物质（如石润滑膜为固体膜。常用的固体润滑剂有：层状晶体结构物质（如石墨、二硫化钼等）、非层状无机物（如氧化铅等）、金属薄膜墨、二硫化钼等）、非层状无机物（如氧化铅等）、金属薄膜(如将如将铅、锡、锌等低熔点软金属做成的干膜润滑铅、锡、锌等低熔点软金属做成的干膜润滑)、塑料（如聚四氟乙烯、塑料（如聚四氟乙烯、尼龙等）、合成膜或化合膜等。尼龙等）、合成膜或化合膜等。润滑的目的润滑的目的润滑的目的润滑的目的是在摩擦副表面之间形成低剪切强度的是在摩擦副表面之间形成低剪切强度的润滑膜润滑膜，用它用它来减小摩擦阻力和降低表面材料磨损。来减小摩擦阻力和降低表面材料磨损。润滑膜润滑膜可以是由可以是由液体或气体组液体或气体组成的流体膜成的流体膜或者或者固体膜固体膜。依据依据润滑膜的形成原理和特征润滑膜的形成原理和特征，摩擦副表面间的润滑摩擦副表面间的润滑摩擦副表面间的润滑摩擦副表面间的润滑可以分为如可以分为如下下 5 种基本类型种基本类型：流体动压润滑流体动压润滑 流体静压润滑流体静压润滑 弹性流体动压润滑弹性流体动压润滑 边界润滑边界润滑 干摩擦状态干摩擦状态这这 5 5 种润滑类型的基本特征种润滑类型的基本特征种润滑类型的基本特征种润滑类型的基本特征可见可见表表11-9。表表11-9 5 种润滑类型的基本特征种润滑类型的基本特征润滑润滑润滑润滑是减小摩擦和降低磨损的一种重要方法，它影响着摩擦副之是减小摩擦和降低磨损的一种重要方法，它影响着摩擦副之间能量及表面材料的转移。间能量及表面材料的转移。任何润滑现象任何润滑现象的紊乱和失效，都会导致摩的紊乱和失效，都会导致摩擦副表面的摩擦特性的改变，并发生有害的结果。因此，除了有必要擦副表面的摩擦特性的改变，并发生有害的结果。因此，除了有必要研究研究各种润滑状态的机理各种润滑状态的机理外，还应了解外，还应了解润滑状态的失效过程润滑状态的失效过程以及以及润滑润滑状态的转化及特性状态的转化及特性。一般来说，一般来说，摩擦副间摩擦副间有下述有下述几种润滑状态的转变几种润滑状态的转变：由层流到紊流；由层流到紊流；由完全的流体动压润滑到部分流体动压润滑；由完全的流体动压润滑到部分流体动压润滑；边界保护膜的破裂；边界保护膜的破裂；发生强烈的金属粘着。发生强烈的金属粘着。上述上述前两种润滑现象的转化前两种润滑现象的转化很明显，但很明显，但后两种润滑现象的转化后两种润滑现象的转化十十分复杂，目前还正处研究中。分复杂，目前还正处研究中。2.2.润滑状态的转化润滑状态的转化润滑状态的转化润滑状态的转化润滑状态曲线图润滑状态曲线图润滑状态曲线图润滑状态曲线图以摩擦系数以摩擦系数 f 作作纵坐标，因为纵坐标，因为 f 的大小可以说明不的大小可以说明不同的润滑状态；用同同的润滑状态；用同SommerfeldSommerfeld数数性质类似的性质类似的V/W 作横坐标，因为作横坐标，因为此数可以说明润滑油膜具备多少承此数可以说明润滑油膜具备多少承载能力（载能力（为润滑油的粘度，为润滑油的粘度，V为两为两个表面的相对速度，个表面的相对速度，W为载荷）。为载荷）。制作该曲线图时，为了消除温度对制作该曲线图时，为了消除温度对粘度的影响，试验时采用粘度的影响，试验时采用25作为作为计算计算 f 的根据。的根据。图图11-8 滑动表面润滑状态滑动表面润滑状态在机器工作时，摩擦副表面的在机器工作时，摩擦副表面的边界润滑边界润滑、混合润滑混合润滑和和流体润流体润滑滑等三种润滑状态可以用等三种润滑状态可以用润滑状态曲线润滑状态曲线润滑状态曲线润滑状态曲线（或称（或称Stribeck曲线曲线）来）来说明，见说明，见图图11-8。图中曲线表明图中曲线表明，存在，存在三种润滑区域三种润滑区域：流体动压润滑区流体动压润滑区、混合润滑混合润滑区区（或称部分流体动压润滑区）和（或称部分流体动压润滑区）和边界润滑区边界润滑区。流体动压润滑流体动压润滑流体动压润滑流体动压润滑是机器摩擦副工作表面最希望得到的是机器摩擦副工作表面最希望得到的润滑状态润滑状态。流。流体动压润滑理论的体动压润滑理论的基本方程基本方程是是润滑膜压力分布的微分方程润滑膜压力分布的微分方程润滑膜压力分布的微分方程润滑膜压力分布的微分方程，即，即雷诺雷诺雷诺雷诺（ReynoldReynold）方程方程方程方程。它是从粘性流体力学的基本方程出发，根据一定。它是从粘性流体力学的基本方程出发，根据一定的简化假定而导出。为分析方便，现以两块相互倾斜的平板为分析对的简化假定而导出。为分析方便，现以两块相互倾斜的平板为分析对象，如象，如图图11-9所示，两板之间充满润滑油，下板静止，上板以速度所示，两板之间充满润滑油，下板静止，上板以速度 U 沿沿 x方向匀速移动。方向匀速移动。1.1.流体动压润滑原理流体动压润滑原理流体动压润滑原理流体动压润滑原理11.4.2 流体动压润滑原理及动压滑动轴承的设计流体动压润滑原理及动压滑动轴承的设计(a)油楔油楔 (b)油膜中的微单元体油膜中的微单元体图图11-9油楔承栽机理油楔承栽机理(动压分析动压分析)上式是计算上式是计算流体动压轴承性能的基本公式流体动压轴承性能的基本公式流体动压轴承性能的基本公式流体动压轴承性能的基本公式。它表达了流体动压。它表达了流体动压润滑时，油膜压力沿润滑时，油膜压力沿 x和和 z（轴向）两方向发生变化以及流速沿（轴向）两方向发生变化以及流速沿 x方方向发生变化时，压力梯度、流速、油膜厚度、润滑油粘度等参数之向发生变化时，压力梯度、流速、油膜厚度、润滑油粘度等参数之间的关系。间的关系。式中等号左边部分的两项式中等号左边部分的两项式中等号左边部分的两项式中等号左边部分的两项表征沿表征沿 x和和 z方向油膜压力分布，方向油膜压力分布，如如图图11-10所所示。示。等号右边等号右边等号右边等号右边表示了沿表示了沿 x方向上速度和油膜厚度变化的方向上速度和油膜厚度变化的影响，即表明油楔作用。影响，即表明油楔作用。(11-16)式中，式中，x、y、z为坐标变量；为坐标变量；U为平板沿为平板沿 x方向的移动速度；方向的移动速度；h为润滑为润滑膜厚度；膜厚度；p 为流体的压力。为流体的压力。假设假设：(1)润滑油的运动是层流；润滑油的运动是层流；(2)润滑油沿润滑油沿z 向没有流动；向没有流动；(3)油层为不可压缩流体，粘度为常量、不随压力变化；油层为不可压缩流体，粘度为常量、不随压力变化；(4)忽略油的忽略油的惯性力和重力；惯性力和重力；(5)沿油膜厚度方向沿油膜厚度方向(y向向)压力变化忽略不计。可得压力变化忽略不计。可得流体润滑膜压力分布流体润滑膜压力分布的的二维雷诺方程二维雷诺方程为为对于无限长轴承（沿对于无限长轴承（沿Z向的压力变化率向的压力变化率 ），上），上式式(11-16)可简化为可简化为一维雷诺方程一维雷诺方程对对上式进行积分上式进行积分并设处的并设处的油膜厚度油膜厚度为为 hm（即油压最大处（即油压最大处的油膜厚度），则上式可整理成的油膜厚度），则上式可整理成以下形式以下形式：图图11-10 动压滑动轴承油膜压力分布动压滑动轴承油膜压力分布(11-17)由由式式(11-18)可以看出可以看出，建立流体动压润滑建立流体动压润滑必须满足必须满足以下条件以下条件：(1)两相对滑动表面之间必须相互倾斜而形成收敛油楔；两相对滑动表面之间必须相互倾斜而形成收敛油楔；(2)两滑动表面应具有一定的相对滑动速度，并且其速度方向应两滑动表面应具有一定的相对滑动速度，并且其速度方向应该使润滑油从楔形大口流入，从小口流出；在一定范围内，油膜承载该使润滑油从楔形大口流入，从小口流出；在一定范围内，油膜承载能力与滑动速度成正比关系；能力与滑动速度成正比关系；(3)润滑油应具有一定的粘度，粘度愈大，油膜承载能力也愈大。润滑油应具有一定的粘度，粘度愈大，油膜承载能力也愈大。上式上式上式上式称为称为一维雷诺方程的积分表达式一维雷诺方程的积分表达式。为了区别，通常把。为了区别，通常把式式(11-17)称为称为一维雷诺方程的微分表达式一维雷诺方程的微分表达式。利用。利用式式(11-18)可求得油膜压力可求得油膜压力函数函数p(x)，再次积分再次积分就可求得就可求得油膜的承载能力油膜的承载能力油膜的承载能力油膜的承载能力P P。(11-18)上面讨论了上面讨论了相对运动两平板间的油膜润滑相对运动两平板间的油膜润滑。若将。若将两平板两平板改成改成圆筒圆筒和和圆柱圆柱，便构成常见的，便构成常见的径向轴承径向轴承。则可利用。则可利用一维雷诺方程一维雷诺方程一维雷诺方程一维雷诺方程来计算圆柱来计算圆柱体在圆筒中转动时的体在圆筒中转动时的压力分布压力分布压力分布压力分布。)的极角。图11-11径向动压滑动轴承的几何关系2.2.液体动压滑动轴承的设计计算液体动压滑动轴承的设计计算液体动压滑动轴承的设计计算液体动压滑动轴承的设计计算如如图图11-11所示，设所示，设D、R分分别表示轴承孔的直径和半径；别表示轴承孔的直径和半径；d、r 分别表示轴颈的直径和半径；分别表示轴颈的直径和半径；B为轴承宽度。则径向动压滑动为轴承宽度。则径向动压滑动轴承的几何参数有：轴承的几何参数有：1)1)径向滑动轴承的几何参数径向滑动轴承的几何参数径向滑动轴承的几何参数径向滑动轴承的几何参数图图11-11径向动压滑动轴承的几何关系径向动压滑动轴承的几何关系 (1)轴承宽径比轴承宽径比 B/d（或（或B/D）；）；(2)半径间隙半径间隙 cRr(Dd)/2；(3)相对间隙相对间隙c/r；(4)偏心距偏心距 e=(5)偏心率偏心率=e/c；(6)最小油膜厚度最小油膜厚度(7)偏位角偏位角(图图11-11)；(8)任一极角任一极角 处的油膜厚度处的油膜厚度h：在在OOM中，根据余弦中，根据余弦定定理，有理，有整理上式并略去高次微量整理上式并略去高次微量 ，得，得(11-19)(9)最大油膜压力处的油膜厚度最大油膜压力处的油膜厚度，为最为最大油膜压力处（大油膜压力处（）的）的极角。极角。2)2)动压径向滑动轴承的承载能力动压径向滑动轴承的承载能力动压径向滑动轴承的承载能力动压径向滑动轴承的承载能力 将将一维雷诺方程一维雷诺方程一维雷诺方程一维雷诺方程(11-17)(11-17)或或(11-18)(11-18)改成改成极坐标式极坐标式（使，（使，）并进行求解，就可得到任意剖面极角位置的油膜压力）并进行求解，就可得到任意剖面极角位置的油膜压力分布。当用数值计算方法求解雷诺方程得到分布。当用数值计算方法求解雷诺方程得到 p分布后，沿油膜作用区域分布后，沿油膜作用区域积分，可求得积分，可求得压力的合力压力的合力压力的合力压力的合力在在 x、y方向上的方向上的分量分量分量分量 Fx、Fy。以以图图11-12所示的所示的180180圆柱形径向滑动轴承圆柱形径向滑动轴承圆柱形径向滑动轴承圆柱形径向滑动轴承为例，取微分弧面积为例，取微分弧面积，其上的作用力为，其上的作用力为 (见见图图11-12b)，该力在，该力在 x方向的分量为方向的分量为沿沿、z 方向积分可求得作用在轴颈方向积分可求得作用在轴颈上油膜压力合力的水平分量上油膜压力合力的水平分量上油膜压力合力的水平分量上油膜压力合力的水平分量为为 (11-20)图图11-12径向滑动轴承承载能力计算简图径向滑动轴承承载能力计算简图同理，可求得作用在轴颈同理，可求得作用在轴颈上油膜压力合力的沿垂直方向的分量上油膜压力合力的沿垂直方向的分量上油膜压力合力的沿垂直方向的分量上油膜压力合力的沿垂直方向的分量为为(11-21)因因载荷载荷载荷载荷F F 通常是垂直向下作用的，故通常是垂直向下作用的，故 Fy=F；由于水平方向；由于水平方向无载荷无载荷作用作用，故，故 Fx=0。采用采用数值积分的方法数值积分的方法可在计算机上对可在计算机上对 Fy 进行求解。为了便于不进行求解。为了便于不同尺寸、不同参数的滑动轴承的设计计算，一般则用同尺寸、不同参数的滑动轴承的设计计算，一般则用无量纲形式的轴无量纲形式的轴无量纲形式的轴无量纲形式的轴承承载能力承承载能力承承载能力承承载能力来表达，其来表达，其表达式表达式为为 通常，通常，C Cp p 称为称为轴承的承载系数轴承的承载系数轴承的承载系数轴承的承载系数，它是一个，它是一个无量纲量无量纲量要由要由式式(11-23)通过通过计算机进行数值积分求得。计算机进行数值积分求得。径向滑动轴承的承载系数径向滑动轴承的承载系数 Cp与与偏心率偏心率、轴轴承宽径比承宽径比 B/d的的关系曲线关系曲线示于示于图图11-13。(11-23)因因 Fy=F，故，故(11-24)图图11-13 承载系数与偏心率的关系曲线承载系数与偏心率的关系曲线3)3)润滑油流量润滑油流量润滑油流量润滑油流量对于如对于如图图11-9所示的所示的两块相互两块相互倾斜平板的油楔，当下板静止，倾斜平板的油楔，当下板静止，上板以速度上板以速度 U 沿沿 x方向匀速移动，且方向匀速移动，且润滑油润滑油是是层流流动层流流动，根据，根据牛顿粘滞牛顿粘滞定理定理以及以及油膜中微单元体的力平衡条件油膜中微单元体的力平衡条件和和楔形板的边界条件楔形板的边界条件，可得可得油膜油膜中中油层速度沿油膜厚度油层速度沿油膜厚度 h 分布的表达式分布的表达式为为(11-25)由上式可见，由上式可见，u u 由两部分组成由两部分组成由两部分组成由两部分组成：第一项第一项第一项第一项表示速度呈二次抛物线分表示速度呈二次抛物线分布（见布（见图图11-14），它是反映油膜中压力的变化，是由于油膜受到挤），它是反映油膜中压力的变化，是由于油膜受到挤压而引起的，称为压而引起的，称为压力流压力流；第二项第二项第二项第二项表示速度呈线性分布（表示速度呈线性分布（图图11-14中中的虚直线所示），这是直接由平板的移动引起的，与压力无关，称为的虚直线所示），这是直接由平板的移动引起的，与压力无关，称为剪切流剪切流。油膜中实际速度分布油膜中实际速度分布是是压力流压力流和和剪切流剪切流的叠加，如的叠加，如图图11-14中的实线所示。中的实线所示。图图11-14 收敛油楔中的油层速度分布收敛油楔中的油层速度分布根据根据速度分布速度分布可求出可求出润滑油的流量润滑油的流量。油膜在单。油膜在单位时间内沿位时间内沿 x方向流径任何方向流径任何截面上截面上单位宽度单位宽度(z向向)面积面积的体积流量的体积流量为为上式上式表示了表示了沿沿 x方向的流量方向的流量 qx 由由两部分组成两部分组成：其中项是：其中项是由由剪切流剪切流引起的流量引起的流量；项是由项是由压力梯度压力梯度引起的流量引起的流量。(11-26)充足的充足的供油量供油量是保证是保证液体动压滑动轴承液体动压滑动轴承为为液体润滑状态液体润滑状态的必要条件的必要条件之一。之一。供油的目的供油的目的供油的目的供油的目的，一是一是为了补充轴承从两端部泄走的端泄流量，为了补充轴承从两端部泄走的端泄流量，二二是是为了通过泄走的油将轴承所产生的部分摩擦热带走，以防止轴承过为了通过泄走的油将轴承所产生的部分摩擦热带走，以防止轴承过热。对于有限宽轴承热。对于有限宽轴承，油膜承载区起点的进油量油膜承载区起点的进油量 Qi 应等于终点应等于终点 流出收敛油楔的流量与端泄流量流出收敛油楔的流量与端泄流量 Qs 之和之和(图图11-15)。进油量进油量 Qi 可利用可利用式式(11-26)求得。求得。若轴承为非压力供油，则非承载若轴承为非压力供油，则非承载区的端泄很小可忽略不计；若为压力区的端泄很小可忽略不计；若为压力供油，由于轴承宽度中间油孔所供的供油，由于轴承宽度中间油孔所供的油与外界有压力差，故也产生端泄流油与外界有压力差，故也产生端泄流量量 Qs（图图11-15）。因此，轴承工）。因此，轴承工作中的总耗油量作中的总耗油量 Q 为为(11-27)图图11-15径向滑动轴承中的耗油量径向滑动轴承中的耗油量对于非压力供油，对于非压力供油，Qs=0。在。在滑动轴承实际设计滑动轴承实际设计中，工程上提供中，工程上提供了了承载系数承载系数承载系数承载系数C Cp p与与与与耗油量系数耗油量系数耗油量系数耗油量系数C CQ Q 的的的的关系曲线图关系曲线图关系曲线图关系曲线图。耗油量系数耗油量系数CQ被定义为被定义为 180圆柱形有限宽径圆柱形有限宽径向滑动轴承的向滑动轴承的耗油量系数耗油量系数CQ 与与轴承承载系数轴承承载系数Cp、宽、宽径比径比 B/d 的关系图可见的关系图可见图图11-16。设计时，从图中查。设计时，从图中查出出 CQ 的值后，由上的值后，由上式式(11-28)便可计算出便可计算出耗油量耗油量Q 的的值。值。(11-28)图图11-16 承载系数承载系数Cp与耗油量系数与耗油量系数CQ的关系的关系4)4)摩擦阻力及阻力系数摩擦阻力及阻力系数摩擦阻力及阻力系数摩擦阻力及阻力系数液体动压润滑时，作用在轴颈表面上的液体动压润滑时，作用在轴颈表面上的切向摩擦阻力切向摩擦阻力是是液体的粘液体的粘性阻力性阻力。液体作层流流动时单位面积上的。液体作层流流动时单位面积上的剪切阻力剪切阻力按按牛顿粘滞定律牛顿粘滞定律为为在轴颈表面上，因在轴颈表面上，因 y=0，故，故 作用在轴颈上的摩擦阻力作用在轴颈上的摩擦阻力 Ff 为为(11-29)式中导数式中导数 du/dy可由可由式式(11-25)求得，于是求得，于是上式上式可写为可写为 根据定义，根据定义，摩擦系数摩擦系数为为(11-31)称称 为为轴承的阻力系数轴承的阻力系数，它与，它与承载系数承载系数 Cp的关系可见的关系可见图图11-17。图图11-17阻力系数阻力系数 Cf 与承载系数与承载系数Cp 的关系的关系 5)5)轴承温升轴承温升轴承温升轴承温升为了防止轴承工作时温度过高，为了防止轴承工作时温度过高，轴承设计时轴承设计时应进行应进行轴承的热平衡轴承的热平衡计算计算，即计算，即计算油膜的温升油膜的温升油膜的温升油膜的温升。根据热平衡的概念，单位时间内。根据热平衡的概念，单位时间内轴承所产轴承所产生的热量生的热量应等于应等于同时间内润滑油所带走的热量与通过轴承表面所散去同时间内润滑油所带走的热量与通过轴承表面所散去的热量之和的热量之和。即。即(11-32)式中，式中，fFU 为单为单位位时间时间内内压压力油膜中所力油膜中所产产生的生的摩擦热量摩擦热量，单单位位为为W；为单位时间内压力润滑油经摩擦区域两端流出时为单位时间内压力润滑油经摩擦区域两端流出时带走中带走中热量热量，单位为，单位为W；为单位时间内通过轴承金属表面散于为单位时间内通过轴承金属表面散于周围介质的热量周围介质的热量，单位为单位为W；其中：其中：f 为摩擦系数；为摩擦系数；F 为轴承载荷，为轴承载荷，N；U为轴颈圆周速度，为轴颈圆周速度，m/s；C为润滑油的比热，矿物油为为润滑油的比热，矿物油为1675-2090J/(kg)；为润滑油的密度，矿物油为为润滑油的密度，矿物油为850900kg/m3；Q为润滑油的耗油量，为润滑油的耗油量，m3/s；t 为润滑油的温升为润滑油的温升()，t=tcti，tc为润滑油出油温度为润滑油出油温度()；ti 为润滑油进油温度为润滑油进油温度()；s 为轴承的散热系数，根据轴承结构和工作环境状况，一般可为轴承的散热系数，根据轴承结构和工作环境状况，一般可在在 50140W/(m3)范围内选取；范围内选取；t1 为轴承表面温度与周围介质温度之差，近似地等于为轴承表面温度与周围介质温度之差，近似地等于t。由上式可求得由上式可求得轴承润滑油的温升轴承润滑油的温升轴承润滑油的温升轴承润滑油的温升为为()(11-33)(1)(1)轴承宽径比轴承宽径比轴承宽径比轴承宽径比 B B/d d：它与轴承的它与轴承的承载能力承载能力及及温升温升有关。有关。宽径比小宽径比小，则端泄流量大、摩擦功耗小，轴承温升低，但承载能，则端泄流量大、摩擦功耗小，轴承温升低，但承载能力也低；力也低；宽径比大宽径比大，虽然轴承承载能力高，但功耗大、温升高，同时，虽然轴承承载能力高，但功耗大、温升高，同时由于宽径比的增大，则对轴的刚度及轴承的制造和安装精度要求较高，由于宽径比的增大，则对轴的刚度及轴承的制造和安装精度要求较高，以避免发生轴承的以避免发生轴承的“边缘接触边缘接触”。一般而言，对一般而言，对液体摩擦径向滑动轴承液体摩擦径向滑动轴承常取常取B/d=0.81.5，对自位，对自位轴承最大可取到轴承最大可取到4。常见。常见机器的轴承机器的轴承B/d值如下：透平发电机轴承值如下：透平发电机轴承0.81.8；机床主轴轴承；机床主轴轴承0.81.2；汽油发动机轴承；汽油发动机轴承0.41.2；柴油发动机；柴油发动机轴承轴承0.51.5；电动机轴承；电动机轴承1.02.0；铁路车辆轴承；铁路车辆轴承1.54.0。轴承相对间隙轴承相对间隙对轴承的承载能力、温升和回转精度等有对轴承的承载能力、温升和回转精度等有着重要影响。着重要影响。6)6)动压滑动轴承设计中的参数选择动压滑动轴承设计中的参数选择动压滑动轴承设计中的参数选择动压滑动轴承设计中的参数选择(2)(2)相对间隙相对间隙相对间隙相对间隙 一般情况下，值可一般情况下，值可按下面经验公式按下面经验公式估取。估取。(11-34)(3)(3)润滑油的粘度润滑油的粘度润滑油的粘度润滑油的粘度 润滑油的粘度润滑油的粘度对轴承的对轴承的承载能力承载能力、功率损失功率损失和和温升温升等影响等影响较大。设计时，应根据较大。设计时，应根据轴承载荷轴承载荷、转速转速和和机器对润滑总的要求机器对润滑总的要求选选取润滑油的品种和粘度，具体参见取润滑油的品种和粘度，具体参见教材表格教材表格或或机械设计手册机械设计手册。通常，对重载、低速轴承应选用通常，对重载、低速轴承应选用粘度大的润滑油粘度大的润滑油；对轻载、；对轻载、高速轴承应选用高速轴承应选用粘度小的润滑油粘度小的润滑油。(4)(4)轴承最小油膜厚度轴承最小油膜厚度轴承最小油膜厚度轴承最小油膜厚度 h hminmin为保证轴承能正常工作，要通过验算来保证为保证轴承能正常工作，要通过验算来保证 hminh=k（Rz1+Rz2）。其中，）。其中，h 为许用油膜厚度；为许用油膜厚度；k为安全系数，一般取为安全系数，一般取k=23；Rz1、Rz2分别为轴颈、轴瓦表面的粗糙度值。分别为轴颈、轴瓦表面的粗糙度值。(3)润滑油的粘度 润滑油的粘度常取为3545(最高不超过50)，一般控制75。(6)轴承平均压强p 轴承平均压强p的选择主要取决于机器类型与轴承材料。通常，平均压强p取得大一些，能缩小轴承尺寸，并能使运转平稳；但过大时会使油膜变薄，从而提高了对润滑油性能和对轴承加工及安装质量的要求，并易于损坏轴承工作表面；平均压强p过小会加大轴承尺寸，且在高速下还可能因偏心率很小，使轴承工作的稳定性变坏。轴承工作时，轴承工作时，油膜各处的温度油膜各处的温度是不同的，通常认为是不同的，通常认为轴承温度轴承温度等等于于油膜的平均温度油膜的平均温度 tm。(5)(5)轴承温度轴承温度轴承温度轴承温度一般平均温度一般平均温度 tm 介于进油温度介于进油温度 ti 和出油温度和出油温度 tc 之间。故取轴承之间。故取轴承温度温度 tm=ti+k t，通常取系数，通常取系数 k=0.8，ti 常取为常取为3545（最高不（最高不超过超过50），一般控制），一般控制 tm75。(6)(6)轴承平均压强轴承平均压强轴承平均压强轴承平均压强 p p 轴承平均压强轴承平均压强 p的选择的选择主要取决于主要取决于机器类型机器类型与与轴承材料轴承材料。通常，。通常，平均压强平均压强 p 取得大一些取得大一些，能缩小轴承尺寸，并能使运转平稳；但过，能缩小轴承尺寸，并能使运转平稳；但过大时会使油膜变薄，从而提高了对润滑油性能和对轴承加工及安装大时会使油膜变薄，从而提高了对润滑油性能和对轴承加工及安装质量的要求，并易于损坏轴承工作表面；质量的要求，并易于损坏轴承工作表面；平均压强平均压强 p过小过小会加大轴承会加大轴承尺寸，且在高速下还可能因偏心率很小，使轴承工作的稳定性变坏。尺寸，且在高速下还可能因偏心率很小，使轴承工作的稳定性变坏。(1)(1)对轴承材料性能的要求对轴承材料性能的要求对轴承材料性能的要求对轴承材料性能的要求轴瓦轴瓦和和轴承衬轴承衬的材料统称为的材料统称为轴承材料轴承材料。滑动轴承的主要失效形式滑动轴承的主要失效形式是是磨损磨损和和胶合胶合（或称（或称烧瓦烧瓦），由于），由于强强度不足度不足而出现的疲劳损坏和由于而出现的疲劳损坏和由于工艺原因工艺原因而出现的轴承衬脱落等现而出现的轴承衬脱落等现象也时有发生。因此，对象也时有发生。因此，对轴承材料性能的要求轴承材料性能的要求是：是：足够的强度足够的强度。良好的减摩性良好的减摩性、耐磨性耐磨性、耐蚀性和抗胶合性耐蚀性和抗胶合性。所谓所谓减摩性减摩性是指材料具有较低的摩擦阻力的性质。是指材料具有较低的摩擦阻力的性质。所谓所谓耐磨性耐磨性是指材料抵抗磨料磨损和胶合磨损的性质。是指材料抵抗磨料磨损和胶合磨损的性质。良好的适应性良好的适应性、包括顺应性包括顺应性、嵌入性和磨合性嵌入性和磨合性。所谓所谓顺应性顺应性是指轴承材料依靠表面的弹塑性变形补偿对中误是指轴承材料依靠表面的弹塑性变形补偿对中误差和顺应其它几何误差的能力。差和顺应其它几何误差的能力。7)7)滑动轴承的材料滑动轴承的材料滑动轴承的材料滑动轴承的材料所谓所谓嵌入性嵌入性是指轴承材料嵌藏污物和外来微粒以减轻刮伤或磨料是指轴承材料嵌藏污物和外来微粒以减轻刮伤或磨料磨损轴颈的能力。磨损轴颈的能力。所谓所谓磨合性磨合性是指轴承材料经短期轻载运转后能减小表面粗糙度而是指轴承材料经短期轻载运转后能减小表面粗糙度而使轴瓦表面和轴颈表面相互吻合的性质。使轴瓦表面和轴颈表面相互吻合的性质。良好的导热性良好的导热性，热膨胀系数小热膨胀系数小。良好的加工工艺性良好的加工工艺性。设计时应按设计时应按轴承的具体情况轴承的具体情况及及经济性原则经济性原则综合考虑，针对其主要综合考虑，针对其主要的要求去选用适宜的轴承材料。的要求去选用适宜的轴承材料。(2)(2)滑动轴承的常用材料滑动轴承的常用材料滑动轴承的常用材料滑动轴承的常用材料 滑动轴承材料滑动轴承材料可分为可分为三大类三大类：1)金属材料金属材料：如轴承合金、青铜、铝基合金、锌基合金、减摩铸：如轴承合金、青铜、铝基合金、锌基合金、减摩铸铁等；铁等；2)粉末冶金材料粉末冶金材料：如含油轴承；：如含油轴承；3)非金属材料非金属材料：如塑料、橡胶、硬木等。：如塑料、橡胶、硬木等。这些这些滑动轴承常用材料的型号滑动轴承常用材料的型号、性能性能及及应用应用详见详见11.311.3节节节节。1.1.润滑油润滑油润滑油润滑油在工业机器设备中，广泛使用着各种在工业机器设备中，广泛使用着各种润滑油润滑油。其目的其目的是通过它来是通过它来降低两摩擦表面的摩擦、磨损和传递摩擦产生的热量，从而降低表面降低两摩擦表面的摩擦、磨损和传递摩擦产生的热量，从而降低表面温度。温度。不同的工况、不同的机械设备应采用不同的工况、不同的机械设备应采用不同型号的润滑油不同型号的润滑油。工业润滑油工业润滑油通常由通常由基础油基础油和和添加剂添加剂组成。组成。基础油基础油分为分为矿物油矿物油（97）及）及合成油（合成油（3）两大类。）两大类。11.4.3 润滑材料润滑材料润滑材料润滑材料是用来降低摩擦副表面的摩擦、磨损或表面损伤的材料是用来降低摩擦副表面的摩擦、磨损或表面损伤的材料或介质。或介质。常用的润滑材料常用的润滑材料有有液体液体、固体固体、半固体半固体和和气体气体等几类。它们分别等几类。它们分别以以流体润滑膜流体润滑膜、吸附膜吸附膜、化学反应膜化学反应膜和粘附在摩擦副表面上的和粘附在摩擦副表面上的固体膜固体膜或或涂层涂层起润滑作用。起润滑作用。粘度粘度粘度粘度：是液体润滑剂抵抗变形的能力，它标志着液体的内摩擦阻是液体润滑剂抵抗变形的能力，它标志着液体的内摩擦阻力的大小。力的大小。润滑油的粘度润滑油的粘度是选用润滑油时确定是选用润滑油时确定油牌号的主要依据油牌号的主要依据。油性油性油性油性：是润滑油在边界摩擦时，所形成的润滑油膜对摩擦表面是润滑油在边界摩擦时，所形成的润滑油膜对摩擦表面的的吸附性能吸附性能。润滑油的油性润滑油的油性取决于润滑油的化学组织，通常动植物油的油性比取决于润滑油的化学组织，通常动植物油的油性比矿物油的油性要好。在相同条件下，油性好的润滑油其润滑效果较好。矿物油的油性要好。在相同条件下，油性好的润滑油其润滑效果较好。闪点闪点闪点闪点：当油在标准仪器中加热所蒸发出的油气，一遇火焰即能当油在标准仪器中加热所蒸发出的油气，一遇火焰即能发出闪光的最低温度发出闪光的最低温度，称为，称为油的闪点油的闪点。这是衡量油的易燃性的一种尺。这是衡量油的易燃性的一种尺度，对在高温下工作的机器，它是度，对在高温下工作的机器，它是润滑油润滑油的一个十分重要的指标。的一个十分重要的指标。凝点凝点凝点凝点：是指润滑油在规定条件下，不能再自由流动时所达到的是指润滑油在规定条件下，不能再自由流动时所达到的最高温度。它是润滑油在最高温度。它是润滑油在低温下工作低温下工作的一个重要指标。直接影响到机的一个重要指标。直接影响到机器在低温下的起动性能和磨损情况。器在低温下的起动性能和磨损情况。(1)润滑油的几种主要性能指标润滑油的几种主要性能指标为了保证不同机械设备的为了保证不同机械设备的良好润滑性能良好润滑性能，工业生产的，工业生产的润滑油种类润滑油种类很多，现介绍其很多，现介绍其最主要几类最主要几类如下：如下：发动机润滑油发动机润滑油发动机润滑油发动机润滑油。主要用来对发动机的三大摩擦副：即气缸主要用来对发动机的三大摩擦副：即气缸-活活塞及活塞环、曲轴轴颈塞及活塞环、曲轴轴颈-轴承、凸轮轴承、凸轮-挺杆进行润滑。挺杆进行润滑。齿轮润滑油齿轮润滑油齿轮润滑油齿轮润滑油。主要用于齿轮传动工作时齿面间的润滑与冷却。主要用于齿轮传动工作时齿面间的润滑与冷却。液压油液压油液压油液压油。液压油的主要作用是传递液压能，其次是润滑、冷却、液压油的主要作用是传递液压能，其次是润滑、冷却、防锈、减震等作用。液压油应具有良好的湿粘特性、润滑性、抗氧安防锈、减震等作用。液压油应具有良好的湿粘特性、润滑性、抗氧安定性、抗乳化性、抗泡性、防锈性、防火性以及较高的清洁性。原国定性、抗乳化性、抗泡性、防锈性、防火性以及较高的清洁性。原国标标GB2512-81将液压油分为两大类系统：液压系统和液力系统。将液压油分为两大类系统：液压系统和液力系统。(2)工业润滑油的种类工业润滑油的种类汽轮机润滑油汽轮机润滑油汽轮机润滑油汽轮机润滑油。汽轮机润滑油主要用于蒸汽涡轮机、燃气轮机、汽轮机润滑油主要用于蒸汽涡轮机、燃气轮机、水力涡轮机及发电机的轴承润滑及冷却。水力涡轮机及发电机的轴承润滑及冷却。汽缸润滑油汽缸润滑油汽缸润滑油汽缸润滑油。气缸润滑油用于往复式蒸气轨、蒸汽往复泵、蒸气缸润滑油用于往复式蒸气轨、蒸汽往复泵、蒸汽锤等直接与蒸汽接触时，主要润滑汽缸、活塞、配汽机构等摩擦副汽锤等直接与蒸汽接触时，主要润滑汽缸、活塞、配汽机构等摩擦副零件表面。汽缸油可分为饱合汽缸油和过热汽缸油等两大类多规格。零件表面。汽缸油可分为饱合汽缸油和过热汽缸油等两大类多规格。压缩机润滑油压缩机润滑油压缩机润滑油压缩机润滑油。压缩机润滑油用于润滑、密封、冷却气体压缩压缩机润滑油用于润滑、密封、冷却气体压缩机的运动部件。压缩机油又分为活塞式（往复式）压缩机润滑油和回机的运动部件。压缩机油又分为活塞式（往复式）压缩机润滑油和回转式转式(透平透平)压缩机润滑油两大系列多种规格。压缩机润滑油两大系列多种规格。冷冻机润滑油冷冻机润滑油冷冻机润滑油冷冻机润滑油。冷冻机润滑油主要是用来润滑冷冻机的压缩机。冷冻机润滑油主要是用来润滑冷冻机的压缩机。冷冻机润滑油应具有良好的低温性能，具有较低的凝点，同时也应具冷冻机润滑油应具有良好的低温性能，具有较低的凝点，同时也应具有适当的粘度以及良好的化学安定性。冷冻机润滑油不能随意用其它有适当的粘度以及良好的化学安定性。冷冻机润滑油不能随意用其它润滑油代替。润滑油代替。机械油机械油机械油机械油。机械油通常用于工作温度在机械油通常用于工作温度在5060以下的普通机械的以下的普通机械的润滑。润滑。常用常用润滑油的牌号润滑油的牌号、性质性质及其及其用途用途见见表表11-10。表表11-10 常用润滑油的性质及用途常用润滑油的性质及用途润滑脂润滑脂是在是在润滑油润滑油中加入中加入稠化剂稠化剂所制成的所制成的半固体胶性物质半固体胶性物质。常用。常用的的稠化剂稠化剂是是脂肪酸金属皂脂肪酸金属皂。皂中所含的。皂中所含的基础金属基础金属为钙、锂、钠、钡或为钙、锂、钠、钡或铝，相应地称它们为铝，相应地称它们为钙基皂钙基皂、锂基皂锂基皂等。为了改善和提高等。为了改善和提高润滑脂的性润滑脂的性能指标能指标，还可根据需要添加，还可根据需要添加各种添加剂各种添加剂。润滑脂的主要性能指标润滑脂的主要性能指标如下。如下。滴点滴点滴点滴点。滴点滴点是表示润滑脂由胶态变为液态的是表示润滑脂由胶态变为液态的温度温度，是润滑脂的，是润滑脂的耐热性指标。滴点越高，耐热性就越好，润滑脂允许的润滑脂也越高。耐热性指标。滴点越高，耐热性就越好，润滑脂允许的润滑脂也越高。一般取润滑脂的润滑脂低于该脂的滴点一般取润滑脂的润滑脂低于该脂的滴点2030。润滑脂的滴点润滑脂的滴点主要取决于稠化剂的种类和含量。主要取决于稠化剂的种类和含量。稠度稠度稠度稠度。稠度稠度是用来表示润滑脂的是用来表示润滑脂的软硬度软硬度，亦即反映润滑脂在外，亦即反映润滑脂在外力作用下变形的程度，变形程度大表示脂软，反之则硬。力作用下变形的程度，变形程度大表示脂软，反之则硬。润滑脂的稠润滑脂的稠度度相当于相当于润滑油的粘度润滑油的粘度。衡量衡量稠度的指标稠度的指标是用是用针入度值针入度值，即采用，即采用针入度计针入度计来测定。来测定。2.2.润滑脂润滑脂润滑脂润滑脂(1)润滑脂的几种主要性能指标润滑脂的几种主要性能指标机械安定性机械安定性机械安定性机械安定性。机械安定性机械安定性是指润滑脂在使用中抵抗机械破坏的是指润滑脂在使用中抵抗机械破坏的能力能力。测定润滑脂的机械安定性的方法测定润滑脂的机械安定性的方法常采用常采用滚筒试验法滚筒试验法。该法该法是采用是采用针入度计针入度计测定润滑脂在进入滚筒试验前后的针入度值之差来表示脂的测定润滑脂在进入滚筒试验前后的针入度值之差来表示脂的机械安定性机械安定性。(2)润滑脂的选用润滑脂的选用常用常用润滑脂的牌号润滑脂的牌号、性质性质及其及其用途用途见见表表11-11。表表11-11 常用润滑脂的主要性质和其用途常用润滑脂的主要性质和其用途固体润滑剂固体润滑剂是指在是指在摩擦副表面间摩擦副表面间用用固体粉状固体粉状、薄膜薄膜或或复合材料复合材料代替代替润滑油脂润滑油脂进行润滑，以达到减少表面间摩擦、磨损的目的。进行润滑，以达到减少表面间摩擦、磨损的目的。目前，常用的目前，常用的固体润滑剂的主要种类固体润滑剂的主要种类有有:(1)(1)层状晶体结构物质层状晶体结构物质层状晶体结构物质层状晶体结构物质，如石墨、二硫化钼、氮化硼等；，如石墨、二硫化钼、氮化硼等；(2)(2)非层状无机物非层状无机物非层状无机物非层状无机物，如氧化铅等；，如氧化铅等；(3)(3)金属薄膜金属薄膜金属薄膜金属薄膜，如将铅、锡、锌等低熔点软金属作成干膜润滑；，如将铅、锡、锌等低熔点软金属作成干膜润滑；(4)(4)塑料塑料塑料塑料，如聚四氟乙烯、尼龙等；，如聚四氟乙烯、尼龙等；(5)(5)合成膜合成膜合成膜合成膜或或或或化合膜化合膜化合膜化合膜等等。几种常用几种常用固体润滑剂的特点固体润滑剂的特点及及应用应用见见表表11-12。3.3.固体润滑剂固体润滑剂固体润滑剂固体润滑剂表表11-12 几种常用固体润滑剂的特点及应用几种常用固体润滑剂的特点及应用正确地选用正确地选用润滑方式润滑方式和和润滑系统润滑系统对保证润滑剂的输送、分配、调节对保证润滑剂的输送、分配、调节和检查，以及对提高和检查，以及对提高机械设备的工作性能机械设备的工作性能和和使用寿命使用寿命起着重要的作用。起着重要的作用。1.1.润滑方式润滑方式润滑方式润滑方式机械设备中常用的机械设备中常用的润滑方式润滑方式及及装置装置有如下几种：有如下几种：(1)1)手工加油手工加油手工加油手工加油（或脂或脂或脂或脂）润滑润滑润滑润滑。(2)(2)滴油润滑滴油润滑滴油润滑滴油润滑。该润滑方式该润滑方式是利用油的自重向润滑部位滴油进行是利用油的自重向润滑部位滴油进行润滑，主要用于滑动及滚动轴承、齿轮、链条及滑动导轨上。润滑，主要用于滑动及滚动轴承、齿轮、链条及滑动导轨上。常用的滴油润滑装置是针阀滴油油杯。常用的滴油润滑装置是针阀滴油油杯。(3)(3)飞溅飞溅飞溅飞溅（油池油池油池油池）润滑润滑润滑润滑。该润滑方式主要用在闭式齿轮传动及曲该润滑方式主要用在闭式齿轮传动及曲轴轴承等处。它依靠旋转的机件或附加在轴上的甩油盘、甩油片等，轴轴承等处。它依靠旋转的机件或附加在轴上的甩油盘、甩油片等，将油池中的油溅散或带到润滑部位。将油池中的油溅散或带到润滑部位。该润滑方式只能用于封闭的机构。该润滑方式只能用于封闭的机构。11.4.3 润滑系统设计润滑系统设计(4)(4)油环或油链润滑油环或油链润滑油环或油链润滑油环或油链润滑。这种润滑方式只能用于水平安装的轴，如这种润滑方式只能用于水平安装的轴，如机床、电机、风扇等的主轴轴承的润滑。它依靠套在轴上的油环油链机床、电机、风扇等的主轴轴承的润滑。它依靠套在轴上的油环油链将油从油池中带到润滑部位。将油从油池中带到润滑部位。(5)(5)油绳、油垫润滑油绳、油垫润滑油绳、油垫润滑油绳、油垫润滑。(6)(6)机械强制送油润滑机械强制送油润滑机械强制送油润滑机械强制送油润滑。这种润滑方式这种润滑方式主要用于机床、锻压设备主要用于机床、锻压设备和一些内燃机、蒸汽机的主轴承上。它是利用装在油池上的小型柱塞和一些内燃机、蒸汽机的主轴承上。它是利用装在油池上的小型柱塞泵通过机械或电机的带动，从油池中的把油压向润滑点。泵通过机械或电机的带动，从油池中的把油压向润滑点。(7)(7)油雾润滑油雾润滑油雾润滑油雾润滑。这种润滑方式这种润滑方式主要用在高速滚动轴承及密闭的齿主要用在高速滚动轴承及密闭的齿轮、链条等部件上。油雾润滑的原理是利用压缩空气通过喷嘴把润滑轮、链条等部件上。油雾润滑的原理是利用压缩空气通过喷嘴把润滑油喷出，将其雾化后再送入摩擦副表面，并让其在饱和状态下析出，油喷出，将其雾化后再送入摩擦副表面，并让其在饱和状态下析出，使摩擦表面上粘附一薄层油膜而起润滑作用。使摩擦表面上粘附一薄层油膜而起润滑作用。(8)(8)集中润滑集中润滑集中润滑集中润滑。(9)(9)压力循环润滑压力循环润滑压力循环润滑压力循环润滑。对于对于滑动轴承滑动轴承，可依据，可依据如下经验公式如下经验公式来选择来选择润滑方式润滑方式润滑方式润滑方式：(11-35)式中，式中，K 为平均载荷系数；为平均载荷系数；pm 为轴颈上的平均压强，为轴颈上的平均压强，N/mm2；F 为轴承载荷，为轴承载荷，N；D 为轴承直径，为轴承直径，mm；B 为轴承宽度，为轴承宽度，mm；v 为轴颈圆周线速度，为轴颈圆周线速度，m/s。当当 K2时，采用时，采用润滑脂润滑润滑脂润滑；当当 K216时，采用时，采用滴油润滑滴油润滑，可用针阀油杯供油；，可用针阀油杯供油；当当 K1632时，采用时，采用油环等连续供油润滑油环等连续供油润滑；当当 K32时，应采用时，应采用压力循环润滑压力循环润滑。润滑系统润滑系统润滑系统润滑系统可分为可分为以下几种以下几种:(1)(1)循环润滑系统循环润滑系统循环润滑系统循环润滑系统；(2)(2)集中润滑系统集中润滑系统集中润滑系统集中润滑系统；(3)(3)喷雾润滑系统喷雾润滑系统喷雾润滑系统喷雾润滑系统；(4)(4)浸油与飞溅润滑系统浸油与飞溅润滑系统浸油与飞溅润滑系统浸油与飞溅润滑系统；(5)(5)油和脂的消耗系统油和脂的消耗系统油和脂的消耗系统油和脂的消耗系统等。等。对于对于油雾润滑油雾润滑、集中润滑集中润滑、循环润滑循环润滑都要通过都要通过润滑系统润滑系统来实现对来实现对润滑剂润滑剂的输配、调节、冷却、净化和检查等。的输配、调节、冷却、净化和检查等。设计润滑系统设计润滑系统时，时，首先首先首先首先应对机械设备各部分的润滑要求作全面分应对机械设备各部分的润滑要求作全面分析，尽量减少润滑油和润滑装置的析，尽量减少润滑油和润滑装置的类别类别，在保证主要部件的良好润滑，在保证主要部件的良好润滑条件下，兼顾其它润滑点的润滑。条件下，兼顾其它润滑点的润滑。其次其次其次其次，应使，应使润滑剂润滑剂的供给连续、均的供给连续、均匀及油量充足。匀及油量充足。此外此外此外此外，应使润滑系统供给的润滑油，应使润滑系统供给的润滑油保持清洁保持清洁，以免润，以免润滑油中微屑损失摩擦副表面。为此，除加强系统本身的滑油中微屑损失摩擦副表面。为此，除加强系统本身的密封密封，防止微，防止微屑进入外，还可加入屑进入外，还可加入过滤装置过滤装置。2.2.润滑系统润滑系统润滑系统润滑系统润滑系统润滑系统使用的使用的基本装置基本装置如下：如下：1)1)油箱油箱油箱油箱。在在润滑系统润滑系统中，中，油箱油箱用以储存全部润滑油，散热、冷却用以储存全部润滑油，散热、冷却润滑油，沉淀油中杂质、水分和分离油中所含气泡。润滑油，沉淀油中杂质、水分和分离油中所含气泡。油箱的形状油箱的形状和和容量容量应根据应根据使用要求使用要求来决定。通常油箱应容纳每分来决定。通常油箱应容纳每分钟通过润滑系统油量的钟通过润滑系统油量的37倍；大型机械的润滑系统有时取倍；大型机械的润滑系统有时取1020倍；倍；对于精密机械的润滑系统甚至取对于精密机械的润滑系统甚至取50倍。倍。2)油泵油泵油泵油泵。油泵油泵在润滑系统中起将润滑油在润滑系统中起将润滑油压输压输到各润滑部位的作用。到各润滑部位的作用。油泵的选择油泵的选择应根据润滑系统所需油压、流量、润滑油性质、工作温度应根据润滑系统所需油压、流量、润滑油性质、工作温度和使用环境等条件来确定。和使用环境等条件来确定。3)3)油管油管油管油管。4)过滤装置过滤装置。机械设备状态监测与故障诊断技术机械设备状态监测与故障诊断技术是现代设备管理及设备维修是现代设备管理及设备维修的的新技术新技术。该技术的实施与应用该技术的实施与应用不仅能保证机械设备不仅能保证机械设备正常运行正常运行，降，降低设备的低设备的故障发生率故障发生率，而且还能极大地提高，而且还能极大地提高设备的可靠性设备的可靠性和和利用率利用率，降低降低设备的维修费用设备的维修费用。因此，。因此，该技术该技术具有十分重要的经济和技术意具有十分重要的经济和技术意义。义。在在机械设备状态监测与故障诊断技术机械设备状态监测与故障诊断技术中，目前可分中，目前可分功能性监测功能性监测诊断技术诊断技术、振动与噪声监测诊断技术振动与噪声监测诊断技术和和润滑油油液监测诊断技术润滑油油液监测诊断技术等。等。其中，其中，机器润滑油油液分析诊断技术机器润滑油油液分析诊断技术机器润滑油油液分析诊断技术机器润滑油油液分析诊断技术是国际上近是国际上近30年迅速发展起来年迅速发展起来的用于机械设备状态监测的新技术。尤其在发动机、齿轮传动、轴的用于机械设备状态监测的新技术。尤其在发动机、齿轮传动、轴承系统、液压系统等诸方面，该技术取得了显著的效益，获得了广承系统、液压系统等诸方面，该技术取得了显著的效益，获得了广泛的应用。泛的应用。11.5 摩擦学系统的监测与诊断技术摩擦学系统的监测与诊断技术表表11-13 油液分析诊断技术的应用油液分析诊断技术的应用目前，在工业技术发达的国家中，目前，在工业技术发达的国家中，油液分析诊断技术油液分析诊断技术正在或已经成正在或已经成为机械设备状态监测与故障诊断的不可缺少的方法之一，并占有十分重为机械设备状态监测与故障诊断的不可缺少的方法之一，并占有十分重要的地位，其要的地位，其