前言
回转窑是对散状物料进行加热处理的热工设备。是一种低速、重载、多支点且超静定的机械运转系统。广泛用于水泥、冶金、建材、化工等领域。随着技术的不断进步，生产能力的不断扩展，以及回转窑的大型化发展，滑动轴承已经成为大型回转窑设备中普遍应用的轴承。
由于回转窑长期在高温、低速及重负荷的条件下运行，这就给回转窑支承部位的轴承提出了更高的要求。如果能在工作表面发生相对运动时保证充分的流体润滑，使得滑动表面被流体膜隔开，并由其建立的流体膜压力平衡外载荷，形成流体润滑。由于摩擦面不发生直接接触，只在流体的分子之间产生摩擦，则可以大大减少摩擦损失、工作表面磨损和滑动轴承温度的升高，从而延长轴承的寿命。而润滑油膜具有一定的吸震能力，还有利于提高滑动轴承运转的稳定性和运转精度。
回转窑在运行中，滑动轴承润滑膜的形成是滑动轴承能正常工作的基本条件。1886年雷诺（Reynolds）根据对托尔（Tower）试验结果的理论分析， 提出了著名的雷诺方程， 奠定了流体动压润滑的理论基础。将雷诺方程无量纲化得出如下方程式：
摩擦表面之间存在三种典型的摩擦状态。当在一定条件下两摩擦表面被一层粘性流体完全分开，并由其所形成的流体膜平衡外载荷，形成流体润滑。由于两摩擦面不直接接触，当两表面发生相对运动时，就只在流体的分子间发生摩擦，此时流体动压润滑的摩擦性质完全取决于流体的粘性。流体动压润滑问题的理论基础中的基本方程之一，就是著名的雷诺方程。
根据流体动压润滑理论，影响滑动轴承油膜压力分布的参数主要有轴承宽径比、相对间隙、径向载荷、润滑油的粘度、主轴转速等。（见图1-2、图1-3）
图1-2 宽径比L/d对无量纲油膜压力的影响
图1-3 偏心率 ε对压力分布的影响
图1-2给出了不同宽径比下中心线处的压力分布。从图中可以看出，在一定的偏心率下，随着宽径比值的增大，油膜的压力值也随之增大。而在轴承的轴向宽度上，由于在轴承的两端发生侧泄，无量纲油膜压力压力值在减小。
而图1-3给出了不同偏心率下中心线处的压力分布。可以看出，随着偏心率的增大油膜最高压力增大，压力峰值位置处于收敛段内，并且向着最小油膜厚度方向移动。此时轴承温度也会随之升高，温度分布最大值位置处于最小油膜厚度附近。
为承受载荷，油膜压力必须是正的，即压力曲线应为凸曲线。凸曲线特点是：
斜率dp/dx随x的增加由大逐渐变小。由此可见，若v>0，即图2-1的上表面朝X轴正向运动，必须使dh/dx<0，间隙朝X轴正向收敛，反之，若v>0，即图2-1的上表面朝逆X轴方向运动，必须使dh/dx>0，间隙朝逆X轴方向收敛。总之，利用两表面的相对运动把润滑剂从收敛间隙的大口带向小口，借此使油膜形成“尖楔”作用，即油楔。
图2-1 液体受力分析
由图1-1和图3-1。
p的分布情形：沿轴承宽度呈抛物线，沿轴承轴向在θ=0~π 间p>0。将p沿分布去积分，得
式中：
S：径向轴承的轴承特性数，反应载荷、速度、粘度和轴承之间的约束关系；滑动轴承特性数是轴承包角β、宽径比L/b、和偏心率ε的函数。在式3-4中， S与b/d的平方成反比。
图3-1 压力分布
通过上述分析，对滑动轴承参数的选择提出如下看法供设计参考：
（1）平均压强Pm和宽径比l/d
选取较大的宽径比可以降低平均压强。但宽径比越大，轴颈的允许偏转角越小，要求制造和安装对中精度越高。否则在轴承端部将出现轴颈与轴承的“棱缘接触”，从而破坏了液体的摩擦状态。
选取合适的宽径比，还可最大限度的降低轴承的温升。根据长期的实践证明，在中小型回转设备中，轴承的宽径比l/d一般选取=1.44比较合理，而在大型回转窑的设计中，由于载荷相对较大，根据图1-2和图1-3综合分析，宽径比l/d的值宜选择1.2左右较为适宜，目前包括史密斯在内的国外一些公司在大型回转设备的设计中，l/b的取值范围也均在1.2附近。
（2）粘度η
当限定偏心率时，轴承特性数S将是个定值。为实现液体动力润滑，对重载、低速的轴承应选用粘度高的润滑油。图4-1是转速与粘度的关系曲线，可作为选取润滑油的参考。
（3）相对间隙Ψ
轴承的某些特性参数是相对间隙（亦即半径间隙）的平方或立方的函数。因此间隙值的改变对轴承性能有很大影响，轴承在制造中不可能取得数值完全一样的间隙。运转中由于磨损会使间隙逐渐增大，这就要求掌握间隙的变化的轴承某些特性值的具体影响。为此设计时应做出主意特性参数与间隙的关系曲线，作为选取恰当的间隙和配合的依据。
图4-1 粘度和相对间隙选择图
间隙过小，轴承温升高，加速轴承材料疲劳损坏；最小油膜厚度过薄，润滑油中的污物微小颗粒不易顺利通过，加速轴承的磨损。增大间隙可以防止上述缺点。但间隙过大，轴承油膜厚度会再度减小。最好在最小油膜厚度曲线最高点左边选取间隙范围和配合，以便当轴承磨损使间隙增大时油膜厚度还是增加的，至少不会减少过多。
(4) 包角β（接触角）
滑动轴承要求具有一定的包角。传统的滑动轴承对180°瓦一般要求120°的包角，与根据油楔形成条件相差甚远，不利于润滑油膜的形成。选择适当的包角β，可以使瓦口到滑动轴承最大受力处的相对间隙逐渐减小，不仅可以满足油楔形成条件，且符合雷诺方程流体动压润滑条件，及易形成润滑油膜。实践证明对于大型设备来说，在60°范围内选取比较合理。
综上所述，影响润滑膜形成的因素有润滑方式、动副相对运动速度、润滑剂的物理性质和运动副表面的粗糙度等。滑动轴承的设计应根据轴承的实际工作条件，确定轴承的结构类型、选择合适的润滑剂和润滑方法及确定轴承的几何参数等。对文中提出的选择方法及实际中的得出的一些数据具有一定的参考价值，对对提高滑动轴承承载能力有着重要意义。
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