ZL50裝載機(jī)總體及工作裝置設(shè)計(jì)
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4.3.1.1 流體動(dòng)力潤(rùn)滑
流體動(dòng)力潤(rùn)滑指通過(guò)液體的運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑的。就徑向滑動(dòng)軸承而言，它已經(jīng)被用來(lái)作為一個(gè)例子，該軸的旋轉(zhuǎn)使?jié)櫥瑒┻M(jìn)入裝載區(qū)。被加載的區(qū)域?qū)⒃谠撦S和軸承表面彼此最接近的那個(gè)點(diǎn)上，進(jìn)入這個(gè)區(qū)域，像一個(gè)彎曲的楔形，是逐漸變細(xì)的。
由于油是被迫進(jìn)入楔形狹窄的部分，其壓力的增加，正是這種流體動(dòng)壓力來(lái)支撐軸的載荷。載荷的增加降低了油膜厚度的增加，而增加的流體動(dòng)壓來(lái)潤(rùn)滑油膜厚度。反過(guò)來(lái)，流體動(dòng)壓力是由原油粘度和在它被壓縮成楔形入口區(qū)的速度來(lái)決定的。
類(lèi)似的壓力楔，它依賴(lài)于流體動(dòng)力潤(rùn)滑，在幾乎所有的系統(tǒng)中都是必要的。舉個(gè)例子，在一個(gè)直線(xiàn)滑動(dòng)軸承中的楔形可以由一個(gè)傾斜的滑塊產(chǎn)生，如fig.4.4所示。
fig.4.4 在直線(xiàn)滑動(dòng)的軸承壓力楔
另外一種小型楔，可以通過(guò)倒圓角，倒角或除去滑塊的前沿部分來(lái)得到。在某些情況下，一個(gè)楔形塊可能會(huì)由一個(gè)表面完全平滑的滑塊而產(chǎn)生，因?yàn)榛瑒?dòng)面中心溫度升高和膨脹，會(huì)產(chǎn)生極高的熱量。任意或所有這些類(lèi)型的楔形都是存在的，比如說(shuō)在一個(gè)墊式的推力軸承，但某些類(lèi)型的楔對(duì)于流體動(dòng)壓潤(rùn)滑是必不可少的。
一個(gè)例外是兩個(gè)表面之間的潤(rùn)滑劑，受到擠壓，被迫從他們之間的空間離開(kāi)而移向另一個(gè)軸承表面。潤(rùn)滑劑的粘度，有著防止?jié)櫥捅粩D出的作用。潤(rùn)滑油的粘度越高，其被擠出需要的承載力是更大的，因此對(duì)軸承表面損傷有著更大的保護(hù)作用。這就是所謂的擠壓膜效應(yīng)。
流體動(dòng)力潤(rùn)滑是對(duì)雷諾茲方程的數(shù)學(xué)描述，但對(duì)于大多數(shù)使用者來(lái)說(shuō)記住油膜厚度取決于軸承表面的速度和油的粘度是足夠的。粘度是油的唯一性，這在流體動(dòng)力潤(rùn)滑上是重要的。
流體動(dòng)力潤(rùn)滑在高速提供了更好的潤(rùn)滑，在非常低的速度可能會(huì)導(dǎo)致潤(rùn)滑失效。
理想情況下流體動(dòng)力潤(rùn)滑油膜應(yīng)該是足夠厚的·，以確保在兩個(gè)曲面上的凸起之間沒(méi)有聯(lián)系。換句話(huà)說(shuō)，油膜厚度應(yīng)大于表面粗糙高度的總和。在fig.4.3這理想點(diǎn)是B，但由于速度和載荷的軸承，和溫度（由此情況下的粘度）的油，不能保持絕對(duì)恒定，通常只是被用來(lái)針對(duì)那個(gè)點(diǎn)B
這里的h是潤(rùn)滑油膜厚度，P是壓力，x和z是坐標(biāo)，U和V在x和z方向的速度。術(shù)語(yǔ) 和 描述的是該油被擠入楔形塊的速率，而是油的粘度。
這能保證不僅摩擦?xí)浅＝咏钚≈档目赡?，而且磨損也將會(huì)保持在最低限度。
在實(shí)踐中，新的軸承表面粗糙比通常是可取的，少量的接觸也是可以允許的。這將允許磨損發(fā)生在表面粗糙度減少的地方，或表面運(yùn)行的地方。設(shè)計(jì)軸承系統(tǒng)的目的應(yīng)該是一旦它達(dá)到運(yùn)行條件，油膜厚度大于表面粗糙高度的總和。
一種特殊類(lèi)型的流體動(dòng)力潤(rùn)滑可以發(fā)生在特定的負(fù)載很大的接觸中，比如球或滾子軸承和許多類(lèi)型的齒輪傳動(dòng)中。如果幾何形狀和運(yùn)動(dòng)類(lèi)型是合適的，潤(rùn)滑油可以被困在入口區(qū)，并變成受到很高的壓力的部分，因?yàn)樗菙D進(jìn)狹小的空間里大多數(shù)高負(fù)載的部分的接觸。
這些壓力有兩個(gè)重要的作用。他們使?jié)櫥瑒┑恼扯却蟠笤黾?，從而提高其承載能力。同時(shí)他們以這樣的方式引起的裝載表面彈性變形來(lái)擴(kuò)展到更大的面積的負(fù)載。由于承載能力的控制。fig.4.5給了一個(gè)彈流潤(rùn)滑的如何發(fā)生的現(xiàn)象。
fig.4.5 彈流潤(rùn)滑的氣缸在平坦的表面
雖然技術(shù)上流體動(dòng)力潤(rùn)滑是潤(rùn)滑液的一種形式，它也可以被應(yīng)用到通過(guò)氣體的潤(rùn)滑，提供那些負(fù)載和速度條件都合適的粘度極低的氣體。
4.3.1.1邊界潤(rùn)滑
當(dāng)油膜厚度變得太小而不能給表面的流體膜分離時(shí)，粗糙的表面開(kāi)始彼此接觸，潤(rùn)滑劑的性能除了體積粘性開(kāi)始變得重要。在fig.4.3，區(qū)域1，油膜已變得非常薄，沒(méi)有水動(dòng)力作用而只有邊界潤(rùn)滑是有效的。
這兒的 ——在入口區(qū)潤(rùn)滑油的粘度
R——有效半徑
E ——楊氏模量
Q——赫茲接觸壓力
——粘度隨壓力增加的程度
在大多數(shù)正常情況下表面微凸體最初是由涂有薄膜的氧化物，鐵氧化物在鐵或鋼，鋁氧化物（氧化鋁）覆蓋在鋁上等等形成的。當(dāng)這些表面相互摩擦，他們吸附物是比較溫和的。然而，如果氧化物薄膜通過(guò)大力摩擦去除，暴露的金屬表面有一個(gè)非常大的傾向去吸附。
因此，如果軸承表面保留有氧化物薄膜，粗糙表面之間的接觸會(huì)給予適度的摩擦和磨損。如果他們失去了那層氧化物薄膜，將會(huì)有較高的摩擦或嚴(yán)重的磨損。在這兩種情況下的邊界潤(rùn)滑的目的是減少摩擦和磨損，對(duì)此有多種方法可以這樣去做。
（1）吸附作用
所有的固體表面會(huì)有一種從他們周?chē)沫h(huán)境吸引一層薄膜物質(zhì)的傾向。這樣的薄膜可能是只有一個(gè)或幾個(gè)分子厚，并且被認(rèn)為是表面上的吸附。較厚或更強(qiáng)的吸附膜的支承表面可以提供更大的保護(hù)。
吸附是一種可逆的過(guò)程，并且吸附物是可以解吸的，如果加熱到臨界溫度，或通過(guò)某種物質(zhì)被移走，將會(huì)受到更強(qiáng)的吸附力，這最明顯的效果是體現(xiàn)在邊界潤(rùn)滑上，因?yàn)樵跐?rùn)滑劑存在下，吸附性強(qiáng)的物質(zhì)將被優(yōu)先吸附。在制定潤(rùn)滑劑時(shí)會(huì)有更有效的邊界潤(rùn)滑添加劑。
吸附的一個(gè)有用的副產(chǎn)物是力學(xué)性能的降低，特別是，在一個(gè)吸附膜的存在下金屬的屈服應(yīng)力，由于這種效果，較低的應(yīng)力是在凹凸碰撞時(shí)產(chǎn)生的。在新的軸承表面運(yùn)行時(shí)，去除過(guò)度粗糙后效果會(huì)更好。
（2）表面上的化學(xué)吸附
吸附到金屬表面后，一些物質(zhì)會(huì)與金屬或氧化物表面反應(yīng)生成新的化合物。這種物質(zhì)稱(chēng)為化學(xué)吸附。
化學(xué)吸附材料比金屬表面的吸附材料能更好結(jié)合起來(lái)，而且化學(xué)吸附過(guò)程是不可逆的。這種薄膜可以有非常有效的邊界潤(rùn)滑。
（3）化學(xué)反應(yīng)
在光或適度的摩擦下，吸附和化學(xué)吸附膜在減少摩擦和磨損是非常有效的。他們?cè)趧×夷Σ翖l件下很容易被機(jī)械去除，因此不能有效地阻止嚴(yán)重的磨損或被抵消。自然氧化層減少?lài)?yán)重磨損和抵消，但一旦通過(guò)摩擦被去除，表面的再氧化可能太慢而是有效的。
要處理這樣的情況，更多的活性化學(xué)物質(zhì)可以被添加到潤(rùn)滑油和軸承的表面來(lái)產(chǎn)生這種物質(zhì)的反應(yīng)，將產(chǎn)生有效的保護(hù)膜。問(wèn)題是活性化學(xué)物質(zhì)如磷酸是否會(huì)繼續(xù)反應(yīng)，從而侵蝕金屬表面。
解決的辦法是使用含硫磺的，磷，氯的有機(jī)化合物，這可以在氧化的金屬表面產(chǎn)生吸附或化學(xué)吸附，但將與重新暴露的已被移除氧化膜的金屬表面快速作出反應(yīng)。
對(duì)于潤(rùn)滑和腐蝕的控制，在這種方式下軸承表面的化學(xué)制品的反應(yīng)可以限制到最小程度的必要。盡管如此，一些更強(qiáng)大的極壓添加劑會(huì)慢慢地腐蝕某些金屬，應(yīng)該只是被用于在摩擦條件非常嚴(yán)重的地方，比如用在金屬切削上。
4.3.1.4靜壓潤(rùn)滑
在上面的部分解釋了壓力給全流體膜分離的負(fù)載軸承表面是由表面的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的。同樣的效果可以通過(guò)強(qiáng)制潤(rùn)滑的軸承外部施加的壓力下得到，這將使全油膜分離來(lái)實(shí)現(xiàn)到粘度或速度將不足以支撐負(fù)載的輸出的地方。
外壓的基本理論（有時(shí)稱(chēng)為靜壓）潤(rùn)滑是很簡(jiǎn)單的。所需的平均壓力等于負(fù)載除以有效承載面積。
在實(shí)踐中，液體靜壓軸承的設(shè)計(jì)還必須考慮到保持穩(wěn)定的需要和控制潤(rùn)滑油流量。
外部加壓可用于液體潤(rùn)滑劑或潤(rùn)滑脂，但也被用來(lái)作為常用的氣，它可以抵消那些與粘度非常低的氣體相關(guān)問(wèn)題的偏移。
4.3.1.5干燥或固體潤(rùn)滑
一種固體潤(rùn)滑劑基本上是可被放置在兩個(gè)軸承表面的任何固體物質(zhì)，在給定載荷下比軸承材料本身的摩擦將更容易剪切。在干摩擦系數(shù)對(duì)剪切力和軸承負(fù)荷相關(guān)：=剪切力/負(fù)載
在實(shí)踐中，某些特定的屬性都需要一種優(yōu)良的固體潤(rùn)滑劑，如化學(xué)穩(wěn)定性，粘附一個(gè)軸承表面的能力，等等。