真空上料机的气穴现象与油膜动承有关
2019-09-18
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真空上料机具有上料速度快、用周期长、操作方便、清洁卫生，符合“gmp”要求。在真空上料机的工作过程中常常会出现气穴现象，这一现象发生的原因是什么及其和什么有关呢，下面我们来仔细说说。
1.首先简单介绍动压滑动轴承的原理：
在动压滑动轴承中，由于重力、不平衡力等，轴颈相对于轴瓦产生偏心，因此产生收敛和发散的油楔，在收敛油楔中压力升高，在发散油楔中压力降低，从而产生承载力。
2.真空上料机气穴现象的产生：
在发散楔中，若按照连续的液体模型计算，油膜压力往往远低于环境压力。而实际上，当油膜压力稍稍低于环境压力时，油膜中溶解的气体变成气泡团，从而在发散楔中变成了两相流动，该两相流体弹性很小，因此油膜压力不在进一步降低，基本稳定在稍稍低于大气压。因此在发散楔中通常将油膜压力视为环境压力。如下图所示：
3.为什么动承不能低速运行？
动承的承载力与转速有正相关，当承载力一定的时候，转速越低，轴颈越靠近轴瓦，因为此时油楔需要更大的收缩率来产生该承载力；当转速过低时，轴颈和轴瓦靠的很近，会发生刮擦甚至抱死。因此动承运行转速不能过低。
4.什么阻止了动承的高速运行？
简而言之：
a.对于低速重载的真空上料机大型转子轴承（燃气轮机、大中型压缩机等），速度的上限主要被轴承稳定性限制；
b.对于高速轻载的小微型转子轴承（如车用涡轮增压器等），速度上限主要受油膜温度来限制。
下面两部分详细分析。
5.油膜轴承稳定性
油膜轴承的支撑反力并不是指向轴瓦的圆心，也就是说力的作用方向与轴颈偏心的方向不在一条线上，存在夹角。而且这个夹角随着轴瓦离心率的减小而增大！夹角增大，意味着轴承支撑力沿切向的分量比例增加，不严谨地说，切向力的增加会让轴承有产生进动的趋势，当轴颈离心率小到一定程度，轴颈便开始剧烈进动，一般术语叫油膜涡动。而前面讲到，在相同承载力下（一般是重力），转速越高，轴颈离心越小，因此越来约不稳，高速高到一定程度，发生油膜涡动，转子剧烈振动，对于大型转子，这是极为可怕的！所以，一般来说低速重载轴承稳定性好，稳定性就是限制大型转子轴承转速上限的^重要因素。
6.高速轻载轴承&油膜温度：
对于高速轻载的轴承，稳定性要求已经不适合了，因为它的工作转速远高于"临界稳定转速"，所以涡动不可避免，还好对于小型转子，涡动的阵仗不向大型转子那么吓人，只要涡动幅值不要太大，还是可以正常使用的。而且还可以通过各种方法来控制涡动的幅值，在车用涡轮增压器上，轴承采用浮动轴承结构。该结构中有双层油膜，其中外层油膜主要就是提供阻尼，吸收振动能量，让涡动幅度大幅减小。
因此稳定性不是高速轻载轴承考虑的问题，但是由于转速进一步升高之后，油膜温度会急剧升高，在真空上料机极限情况下，油膜温度^高点已经达到了190℃，要知道一般较好的润滑油的闪点才210℃，再升高温度，润滑油就会大量炭化，阻塞轴承间隙。因此，对于小型的真空上料机高速轻载转子轴承，温度才是转速的限制因素。
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