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1. 2油氣潤滑原理

油氣潤滑是氣液兩相流體冷卻潤滑的一種簡稱。油氣潤滑的潤滑原理是建立在彈 性流體動力潤滑理論基礎之上，潤滑油以壓縮空氣為動力，沿著輸送管壁波浪形地向 前移動。管道中潤滑油和壓縮空氣不會融合，只會維持自己的相態，形成紊流狀的油 氣混合流。管道中潤滑油不會被壓縮空氣打散，而是被壓縮空氣帶動潤滑油在管道內 壁上旋轉地向前移動。如圖2.1所示，潤滑油具有粘性，在附壁效應與離心力的雙重 作用下粘附于管壁四周的潤滑油之間存在間隙；管道內壁上的潤滑油滴被壓縮空氣吹 散，然后變薄，慢慢地形成一層連續、輕薄、勻稱的環狀油膜。這種潤滑方式可以把 連續的、均勻的微量環狀油膜輸送到需要潤滑的位置，在摩擦副表面可以形成連續的 油氣兩相膜來阻止摩擦面的直接接觸，在油氣潤滑中壓縮空氣不僅作為動力源，也對 潤滑點起到了冷卻的作用。

1. 3彈性流體動力潤滑基本方程

1. 3. 1潤滑油粘度與壓力的方程

在高壓條件下，潤滑油的粘度與壓力的變化相關，壓力越高，變化越明顯，如在 擠壓時。在這種情況下，？/就不能看出常數，而有明顯的壓粘效應。

^ 一壓力特性系數，其值隨油品和溫度等條件而異，見表2.1。

2. 3. 2普遍形式的Reynolds方程

1886年Reynolds (雷諾）首先提出了反映潤滑膜產生承載能力的基本方程是流 體動力潤滑方程，又稱Reynolds方程。但由于Reynolds原來發表的方程并不能* 適用于彈流潤滑研宄的需要。為此，人們又推導出來更為普遍適用的Reynolds方程。 在圖2.2所示的坐標中，做出了以下的假設條件：

(1) 潤滑油是牛頓流體，遵守牛頓粘性定律；

(2) 油膜厚度小于與其接觸的固體表面曲率半徑，且相差甚遠；

(3) 在油膜與固體的接觸表面在沒有相對滑動；

(4) 油膜受粘性剪切力、慣性力和其它體積力，但由于慣性力和體積力微小可忽

(5) 油膜厚度甚薄，可以認為沿z方向油膜壓力保持不變，即i = 0;

(6) 只考慮^和^這兩個速度梯度；

2. 4. 3角接觸球軸承油氣潤滑小油膜厚度計算

閏通海，何立東對油氣潤滑的做了深刻的研宄，他們提出了關于油氣潤滑新的概念，認 為潤滑膜為氣液兩相潤滑膜。

(1) 氣液兩相流等效粘度

潤滑效果與潤滑油的粘度特性有著緊密的，潤滑油中混入氣泡后，潤滑油的 粘度特性會發生改變，19世紀初期專家們就開始研究兩相流的特性規律。在研宄過程 中，一些專家認為潤滑油內混入氣泡粘度會降低，另一些專家認為混入的氣泡會增加 潤滑油粘度。專家們奮力地研宄油氣兩相流粘度的改變規律。

研究中認為油氣兩相流的模型是分散相和連續相混合而成的。連續相為流體；分 散相是顆粒狀的，其形態可以是氣態、液體或固態。油氣兩相流可以看成分散相顆粒 混入到了連續相流體中，這種兩相流流體沿壁面移動時，兩相流內部的運動阻力變大， 使兩相流的粘度增大。

在推導兩相流等效粘度的過程中，Eenstein提出了下面的假設條件：（1)分散相 顆粒為剛性小球，小球半徑與整個連續相的體積相比十分微小，所以省略掉壁面效應;

(2) 顆粒體積濃度低，而且彼此之間有較大空隙；（3)連續相和分散相之間忽略流體 動力影響；（4)顆粒附著在連續相流體上，彼此之間無相對運動；（5)忽略兩相流慣 性作用。

對于潤滑來說，潤滑劑的性能重要。粘度是評估潤滑劑性能的參數。潤 滑劑粘度過低，不利于油膜的形成而且也難以承受負載；粘度過高，潤滑膜耗損過大， 運動溫度提高。從公式(2.30)可以看出，單項流粘度小于兩相流的粘度，而且兩相流的 粘度與兩相流中空氣小氣泡的相對體積濃度有必然，兩相流的粘度隨體積濃度的 增加而增大。

通過上述給定數值的結果分析可知，油氣兩相流體潤滑的兩相膜厚度比單相流體 油膜厚度大。兩相流中空氣相對體積含量的增加，有利于潤滑膜的形成，油膜厚度也得 到提升，減少了油膜破損的概率，有效減輕了表面間的摩擦，強化了潤滑效果。

2. 5本章小結

本章介紹了彈性流體動力潤滑的發展過程和油氣潤滑原理。研宄了彈性流體動力 潤滑的基本方程，提出了小油膜厚度的數值解公式和小油膜厚度的計算步驟。并 且通過對油氣兩相膜中的等效粘度的計算和定量分析，得出了油氣潤滑潤滑膜比普通 油潤滑潤滑膜相比，厚度顯著加厚。兩相流中壓縮空氣相對體積含量的增加，有利于 潤滑膜的形成，潤滑膜的厚度變大，減小滾動體和滾道表面直接接觸幾率，使彼此之間 摩擦現象得到緩解，潤滑效果更好。

本文采摘自“數控加工中心主軸軸承油氣潤滑機理研究”，因為編輯困難導致有些函數、表格、圖片、內容無法顯示，有需要者可以在網絡中查找相關文章！本文由伯特利數控整理發表文章均來自網絡僅供學習參考，轉載請注明！