滑动轴承摩擦状态分析
滑动轴承的摩擦工况为轴瓦和轴颈间的摩擦。按接触面间的润滑状况可将其划分为如下几类。
1、干摩擦状态
流体摩擦式滑动瓦轴轴承。没有添加任何润滑油的两个相对移动的表面直接接触叫做干摩擦。干摩擦会产生较大的摩擦功损失,造成滑动轴承内温度过高,严重时会造成轴瓦损坏。因此,干摩擦力不能发生在滑动轴承上。
特性:由于摩擦面没有润滑油,导致动力损耗大、磨损加剧、温度升高、轴瓦易损坏。
注意事项:应避免此种摩擦状态。
2、边界摩擦状态(非液体摩擦滑动轴承)
由于界面润滑层的厚度一般在1μm以下,无法将两个界面完全隔离,因此在两个界面移动过程中,有大量的微凸体仍然在摩擦,即边界摩擦力。表面摩擦力的变化规律和干摩阻基本一致,但摩阻系数显著降低,f在0.1-0.3之间。虽然边界磨擦无法完全消除金属表面的磨擦,但却可以极大地减少磨擦。
特性:由于摩擦面之间有润滑剂,所以在金属表面形成非常薄的油膜。但是尖峰部分仍然是直接相连的。
注意事项:多数滑动轴承采用这种摩擦状态。
3、液体摩擦状态(液体摩擦滑动轴承)
在润滑条件下,当两摩擦面上有足够的润滑油,并能形成足够厚的油膜,将两个表面的微凸体隔开时,在相对运动时,只有流体中的分子间的摩擦,称为液体摩擦,这时所生成的油膜就是一层具有一定承载能力的压力油膜,避免了两个摩擦面的直接接触,此时摩擦因数非常小(f≈0.001~0.01),从而大幅度降低了摩擦磨损。
特性:两个接触面之间由润滑脂完全分隔开,构成一层有厚度的压油膜。在此条件下,润滑油分子以非常小的摩擦因数进行摩擦。
注意事项:机械在长时间的高速运转下,轴承会处于这样的摩擦状态。
4、混合摩擦
在工程应用中,很多摩擦都处于三种摩擦形式的混合状态,这就称为混合摩擦。