簡介
氣體可以像油一樣地成為潤滑劑,適用於流體動力潤滑的物理定律,也可套用於氣體。氣體的粘度很低,意味著其膜厚也很薄。所以,流體動壓氣體軸承(氣體動壓軸承)只適用於高速、輕載、小間隙和公差控制得十分嚴格的情況下。由於這種緣故,一般較常用的是氣體靜力軸承,它能承受較高的載荷,對間隙和公差的要求不太苛刻,還能用於較低速度下,甚至於零速時。
氣體潤滑可以用在比潤滑油和潤滑脂更高或更低的溫度下,可在-200℃--+2000℃範圍內潤滑滑動軸承,其摩擦係數低到測不出的程度,軸承穩定性很高。在高速精密軸承中可獲得高剛度(例如醫用牙鑽和精密磨床主軸和慣性導航陀螺等),且沒有密封與污染問題。其缺點是承載能力很低,要求軸承的設計和加工難度很高。在開車、停車瞬間極易損傷軸承表面。
氣體潤滑劑在軸承方面的套用
(1)高速穩定性的機制分析與穩定範圍的判定;
(2)新型軸承的開發,如表面節流軸承、多孔質軸承等;
(3)計算機磁頭氣體軸承潤滑理論及基於玻爾茲曼方程的薄膜潤滑理論;
(4)慣性項影響、紊流潤滑等氣體潤滑理論中的特殊問題;
(5)結構簡單、製造容易等工藝方面需求的探索。
氣體潤滑劑在軸承方面的研究進展
靜壓氣體球軸承是為了解決地面模擬空間飛行裝置的支撐問題而產生的,廣泛套用於慣導設備中,如陀螺儀、姿態控制裝置等。隨著我國航空航天事業的飛速發展,對具有良好潤滑支撐性能的靜壓氣體球軸承的需求也日益強烈。2003年,王祖溫等採用分布參數和小參數攝動法簡化了動態雷諾潤滑方程,並採用有限元法求解,結果表明,小孔節流靜壓氣體球軸承的穩定性主要取決於節流氣腔的容積、供氣壓力和承載質量。2004年,郭良斌等用有限元法分析了新型環面節流多孔閉式球軸承的壓力場,計算結果顯示,“比例分割算法” 對其求解仍然有效,氣膜中心區存在流動滯止區,其壓力基本相等且高於遠離供氣孔的區域。同年,陶繼忠等採用遺傳算法對靜壓氣體球軸承進行了最佳化計算,並開發了套用軟體,實驗結果證明該方法合理可行。2005年,郭良斌等採用工程計算方法研究了靜剛度最大準則下。國內靜壓氣體潤滑技術研究進展 109流靜壓氣體球軸承幾何參數的設計過程,給出了球窩外包角、供氣孔直徑和供氣孔數3個主要參數的合理取值範圍。