静压支承圆柱副油膜承载能力的求解

　　1 引言

　　在摩擦副之间,如已存在一定厚度的油膜,在外载荷的作用下,油膜被挤压变薄,在摩擦副间形成压力场,此压力场的合力,可以平衡外载荷力,此即为圆柱副油膜在挤压流动时的承载能力;同时,静压支承圆柱副还存在压差流动的承载能力。本文主要研究静压支承圆柱副油膜在压差流动和挤压流动同时存在时的承载能力的求解方法,为静压支承圆柱副的理论研究提供一定的基础。

　　2 圆柱副油膜在纯挤压时的承载能力

　　如图1所示,设有滚子长为B,滚子半径为r1,柱塞圆凹槽半径r2,则半径间隙C=r2-r1,初始油膜厚度为h1(通过外载荷力作用线处的油膜厚度),挤压后的油膜厚度为h2,滚子与圆柱凹槽的偏心距为e,偏心率

　　任意位置的油膜厚度h与偏心率的关系为:

　　在外载荷作用线处:H=0,h=C(1-)。因此,对应于初始油膜厚度h1和终了油膜厚度h2,有:

　　现观察角度处一微小段Rd流动情况,压差流动所产生的流量为:

　　挤压流动通过此微小段的流量为:,二者的流量相等,q=qc,所以有:

　　将上式在-0到0间积分,即可求出此压力场的合力,也就是承载能力。

　　圆柱副油膜挤压的承载能力为:

　　3 圆柱副油膜在压差流动的承载能力

　　如图2所示静压支承圆柱副,按图3所示将圆柱副展开,压差流动的承载能力可按矩形面静压支承计算,为:　

　　4 圆柱副油膜在压差流动和挤压流动同时存在时的承载能力

　　圆柱副油膜在压差流动和挤压流动同时存在时,只要将压差流动的承载能力和挤压流动的承载能力线性叠加即可求得总的承载能力。总承载能力为:

　　上式即为静压支承圆柱副的总承载能力。

　　参考文献:

　　[1] 陈燕生,液体静压支承原理和设计[M].北京:国防工业出版社,1980.

　　[2] 许耀铭,轴向柱塞泵配流盘的油膜挤压效应设计方法[J].机床与液压,1975(4).

　　[3] 盛敬超,液压流体力学[M].北京:机械工业出版社,1980.

　　[4] 徐文琴,姜伟,静压支承圆柱副的静态特性研究[J].液压与气动,2004(7).

　　作者简介:孙英达(1964--),男,浙江慈溪人,副教授,主要从事机械传动与控制的教学与研究工作。