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含油轴承工作原理

但轴处于静止状态时,全部润滑油都储存于含油轴承的孔隙中,载荷由含油轴承与轴间的直接接触支撑。可是,由于毛细作用,含浸于轴承材料微孔中的润滑油渗出于含油轴承内径表面,在轴与轴承内表面接触处形成某种状态的边界润滑。


轴开始回转时,含油轴承与轴颈间的某种程度的金属摩擦,因摩擦系数大,而使轴承的温度迅速升高。首先,由于润滑油的膨胀系数比轴承合金高一个数量级,油从轴承材料的微孔中挤出进入轴与轴承的接触区附近。但轴继续旋转和载荷与速度都处于某一限度之内时,由于泵吸作用,即因轴旋转而将含油轴承材料内含有的油吸出,如下图所示,油从油压低的上部流向油压高的滑动部,经由油的流动形成的油膜将轴从轴承底部抬起,从而发挥了防止金属间相互接触的功能。再者,由于油的流动,轴会偏向旋转方向,致使轴承内径面的油压分布状况如下图所示。另外,在最高压力区附近,润滑油经由轴承材料的微孔被强制压入轴承壁内,难以形成完全流体润滑油膜,具有易转为边界润滑的倾向。因此,与一般金属滑动轴承相比,多孔性含油轴承的负载容量较小。




图:润滑油在多孔性含油轴承体内的流动

含油轴承之所以具有上述特点,是因为轴承材料中含有为数众多的含浸了润滑油的微小孔隙。孔隙的大小与数量决定了含油轴承的透过性。透过性是指粘性流体通过多孔性轴承流动的性能。由于通常用空气作为实验流体来测定透过性,所以,也称之为透气性。


多孔性金属含油轴承材料的透过性过大时,润滑油在轴承体内就容易流动,从而油膜压力大大减小。这时,即使在高速、低载荷条件下,流体润滑也是不可能的,易变为边界润滑。


轴停止转动时,存在于轴承内径面多余的油,就经由毛细作用又为轴承材料中的微小孔隙吸纳。实际上,润滑油会经由飞溅、挥发等而有所损耗。但就使用功能而言,可以说含油轴承是一种不用从外部给油即可使用的理想轴承。