中間軸承是軸承的一種,在機械設備中被廣泛應用。中間軸承是船舶軸系主要支承單元,在工作過程中承受著較大的載荷,中間軸承工作性能的好壞將直接影響到艦船推進系統動力性能的優劣。因此,開展中間軸承潤滑性能分析,有效地預測軸承潤滑狀況,并根據設計要求和分析結果對軸承結構參數進行優化設計,對減少中間軸承摩擦阻力、降低軸系的振動和噪聲、提高軸系傳動效率與可靠性、降低材料磨損和延長使用壽命都具有非常重要的意義。
不同轉速工況下中間軸承最小油膜厚度及膜厚比:當轉速較小時,中間軸承最小油膜厚度較小。隨著軸頸轉速增加,最小油膜厚度隨之增大,呈上升趨勢。這是由于隨著軸頸轉速的增加,軸承兩潤滑表面間的相對運動速度增大,形成潤滑油膜的動壓效應增強,有利于潤滑油膜的形成,從而使得承載區潤滑油膜的承載能力增強,最小油膜厚度隨之增大。
由于中間軸承潤滑表面不是絕對光滑的,存在著各種不同高度的粗糙峰。因此,可以通過最小膜厚比Hm比較客觀地判斷中間軸承的潤滑狀況。最小膜厚比Hm定義為中間軸承最小油膜厚度與兩潤滑表面綜合粗糙度的比值,是一個無量綱。一般而言,當最小膜厚比Hm>>3,說明中間軸承潤滑性能較好,船用中間軸承處于全膜流體潤滑狀態,即潤滑油膜充滿軸頸外表面與軸瓦內表面間隙,兩潤滑表面被油膜完全隔開,沒有發生接觸。
隨著潤滑油入口溫度增加,由于潤滑油粘度減小,潤滑油膜承載能力降低,從而使得潤滑油膜厚度隨之減小,最小膜厚比也隨之降低。250r/min 轉速工況時,中間軸承摩擦力及摩擦系數隨潤滑油入口溫度的變化:隨著潤滑油入口溫度的增加,由于潤滑油粘度減小,中間軸承摩擦力逐漸減低。同時,由于作用在軸頸上的外載荷保持不變,因此,隨著潤滑油入口溫度的增加,摩擦力逐漸減小,摩擦系數也隨之降低250r/min 轉速工況時,中間軸承摩擦功耗隨潤滑油入口溫度的變化:中間軸承摩擦功耗隨潤滑油入口溫度的增加而減小。這是由于摩擦功耗主要取決于摩擦力和轉速。由于軸頸轉速不變,中間軸承摩擦力隨潤滑油入口溫度增加而減小。因此,中間軸承摩擦功耗隨潤滑油入口溫度的增加而降低。