中間軸承是軸承的一種,在機(jī)械設(shè)備中被廣泛應(yīng)用。中間軸承是船舶軸系主要支承單元,在工作過程中承受著較大的載荷,中間軸承工作性能的好壞將直接影響到艦船推進(jìn)系統(tǒng)動(dòng)力性能的優(yōu)劣。因此,開展中間軸承潤滑性能分析,有效地預(yù)測(cè)軸承潤滑狀況,并根據(jù)設(shè)計(jì)要求和分析結(jié)果對(duì)軸承結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),對(duì)減少中間軸承摩擦阻力、降低軸系的振動(dòng)和噪聲、提高軸系傳動(dòng)效率與可靠性、降低材料磨損和延長(zhǎng)使用壽命都具有非常重要的意義。
不同轉(zhuǎn)速工況下中間軸承最小油膜厚度及膜厚比:當(dāng)轉(zhuǎn)速較小時(shí),中間軸承最小油膜厚度較小。隨著軸頸轉(zhuǎn)速增加,最小油膜厚度隨之增大,呈上升趨勢(shì)。這是由于隨著軸頸轉(zhuǎn)速的增加,軸承兩潤滑表面間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度增大,形成潤滑油膜的動(dòng)壓效應(yīng)增強(qiáng),有利于潤滑油膜的形成,從而使得承載區(qū)潤滑油膜的承載能力增強(qiáng),最小油膜厚度隨之增大。
由于中間軸承潤滑表面不是絕對(duì)光滑的,存在著各種不同高度的粗糙峰。因此,可以通過最小膜厚比Hm比較客觀地判斷中間軸承的潤滑狀況。最小膜厚比Hm定義為中間軸承最小油膜厚度與兩潤滑表面綜合粗糙度的比值,是一個(gè)無量綱。一般而言,當(dāng)最小膜厚比Hm>>3,說明中間軸承潤滑性能較好,船用中間軸承處于全膜流體潤滑狀態(tài),即潤滑油膜充滿軸頸外表面與軸瓦內(nèi)表面間隙,兩潤滑表面被油膜完全隔開,沒有發(fā)生接觸。
隨著潤滑油入口溫度增加,由于潤滑油粘度減小,潤滑油膜承載能力降低,從而使得潤滑油膜厚度隨之減小,最小膜厚比也隨之降低。250r/min 轉(zhuǎn)速工況時(shí),中間軸承摩擦力及摩擦系數(shù)隨潤滑油入口溫度的變化:隨著潤滑油入口溫度的增加,由于潤滑油粘度減小,中間軸承摩擦力逐漸減低。同時(shí),由于作用在軸頸上的外載荷保持不變,因此,隨著潤滑油入口溫度的增加,摩擦力逐漸減小,摩擦系數(shù)也隨之降低250r/min 轉(zhuǎn)速工況時(shí),中間軸承摩擦功耗隨潤滑油入口溫度的變化:中間軸承摩擦功耗隨潤滑油入口溫度的增加而減小。這是由于摩擦功耗主要取決于摩擦力和轉(zhuǎn)速。由于軸頸轉(zhuǎn)速不變,中間軸承摩擦力隨潤滑油入口溫度增加而減小。因此,中間軸承摩擦功耗隨潤滑油入口溫度的增加而降低。