一种高速重载可倾瓦径向滑动轴承静态性能设计方法技术

本发明专利技术公开了一种高速重载可倾瓦径向滑动轴承静态性能设计方法，具体包括以下步骤：首先，考虑流体紊流效应、热效应以及弹性变形等多因素的耦合作用，建立高速重载可倾瓦径向滑动轴承润滑模型；基于润滑模型，进行高速重载可倾瓦径向滑动轴承静态性能分析计算；针对静态性能分析结果指导重载可倾瓦径向滑动轴承设计与优化。采用本发明专利技术提供的高速重载可倾瓦径向滑动轴承静态性能设计方法，能够大幅提高该类轴承静态性能设计的精度，降低轴承设计风险，为此类轴承性能分析和工程设计提供借鉴。鉴。鉴。

【技术实现步骤摘要】
一种高速重载可倾瓦径向滑动轴承静态性能设计方法


[0001]本专利技术涉及一种高速重载可倾瓦径向滑动轴承静态性能设计方法，属于可倾瓦径向滑动轴承设计


技术介绍

[0002]近年来，可倾瓦径向滑动轴承技术倍受国内外关注。由于可倾瓦轴承的每个轴瓦都可以围绕轴颈进行微小摆动，并且每个轴瓦共同承担外部荷载从而更加容易推动轴颈回到轴承中心位置，因此，可倾瓦径向滑动轴承在旋转机械中被广泛使用。尽管可倾瓦径向滑动轴承具有较高稳定性，但每个瓦块的摆动会产生额外的自由度，因此针对此类轴承润滑特性的预测将变得更加复杂。
[0003]高转速工况下，可倾瓦径向滑动轴承中的紊流现象严重，是轴承稳定运行的一大挑战；在重载条件下，轴瓦会发生变形，通过影响油膜的厚度大小，对轴承润滑特性产生影响；此外，由于随着温度的改变，润滑油的物理性质以及化学性质均会发生变化，进而对轴承的正常运转产生影响。更重要的是，紊流效应、热效应以及瓦块弹性变形等效应还会相互耦合，轴承的紊态热弹流耦合机理十分复杂。然而，现有的润滑理论主要针对低速轻载小尺寸轴承的润滑而建立，已不能正确描本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高速重载可倾瓦径向滑动轴承静态性能设计方法，其特征在于，包括如下步骤：考虑多因素的耦合作用，建立高速重载可倾瓦径向滑动轴承润滑模型，所述因素包括紊流效应、热效应、黏温黏压效应以及瓦块弹性变形；对高速重载可倾瓦径向滑动轴承静态性能进行分析计算；对高速重载可倾瓦径向滑动轴承静态性能进行设计。2.根据权利要求1所述的一种高速重载可倾瓦径向滑动轴承静态性能设计方法，其特征在于，所述考虑多因素的耦合作用，建立高速重载可倾瓦径向滑动轴承润滑模型的具体步骤包括：根据可倾瓦径向滑动轴承的几何模型，在整体坐标系下分别建立各个瓦块的局部坐标系，建立各瓦块任意展开角度对应的润滑油膜厚度方程，所述油膜厚度方程为：其中，H
i
(φ
i
)表示第i块瓦块在展开角为φ
i
时对应的油膜厚度，ε＝e/c是轴颈中心偏心率，e为偏心距，c为初始间隙，θ为轴承偏位角，M为轴承预负荷系数，ψ表示间隙比，δ
i
为第i块瓦块的摆角，β
i
为第i块瓦块的支点位置角，φ
i
为第i块瓦块的任意展开角，i为瓦块编号，Δ为瓦块的弹性变形；建立轴承热流体润滑特性计算分析模型；实现压力场与温度场的耦合计算，获取滑动轴承动压油膜的压力分布P；计入瓦块弹性变形的热流固多场耦合计算；分别修正瓦块初始预设值并重新计算，直至满足所有收敛判定条件，保证各瓦块力矩平衡、油膜合力方向、大小与外荷载相同。3.根据权利要求2所述的一种高速重载可倾瓦径向滑动轴承静态性能设计方法，其特征在于，所述建立轴承热流体润滑特性计算分析模型的步骤包括：计算紊流系数，其中，K
φ
、K
λ
与τ
c
为紊流系数；有效雷诺系数其中，Re
e
为有效雷诺数，可以由临界雷诺数Re
c
来确定三种不同的流态：层流、混合流、紊流；H为无量纲油膜厚度；Re
m
＝ρωRc/μ为平均雷诺数,ρ与μ分别为润滑油密度和黏度，ω为轴承转速，R为轴承孔半径，c为初始间隙。构建计入紊流系数的雷诺方程、能量方程、黏温黏压方程，建立轴承热流体润滑特性计算分析模型，雷诺方程可以表示为：
其中，P为无量纲油膜压力；H为无量纲油膜厚度，D为轴承直径，L为轴承宽度，L/D为轴承宽径比；为无量纲动力粘度；φ和λ分别为轴承周向和轴向坐标；能量方程可以表示为：其中，表示油膜无量纲温度，T为有量纲温度，ρ为润滑油密度，C
v
为润滑油比热容，μ0为40℃时标准大气压下润滑油的动力粘度；黏温黏压方程可以表示为：黏温黏压方程可以表示为：其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄丹，闫康昊，余泽洋，陆炎洲，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：