一种浮动轴承性能的计算方法技术

本发明专利技术涉及轴承测试技术领域，具体涉及一种浮动轴承性能的计算方法，简化浮动轴承模型进行网格划分，得到六面体网格；导入所述六面体网格，并基于数字仿真的UDF编写所述浮动轴承模型运动方程；将所述运动方程加载到数字仿真计算方法中进行动网格控制，求解所述运动方程，得到浮动轴承性能，该方法采用数字仿真方法的动网格计算方法，编写UDF程序，经编译链接后，网格的更新过程由数字仿真方法根据每个迭代步中边界的变化情况自动完成，直到收敛，能确切计算出浮动轴承的转速及油膜厚度等性能参数，可方便快捷计算不同轴向推力下的油膜厚度、润滑油温升随增压器转子转速的变化情况。润滑油温升随增压器转子转速的变化情况。润滑油温升随增压器转子转速的变化情况。

【技术实现步骤摘要】
一种浮动轴承性能的计算方法


[0001]本专利技术涉及轴承测试
，尤其涉及一种浮动轴承性能的计算方法。

技术介绍

[0002]全浮动轴承广泛的应用在涡轮增压器中，转速约是增压器转速的一半，其位置于涡轮转子推力盘和压气机轴承壳之间，相对于转轴，油膜的“浮力”让其浮起来，他能提高转子系统的稳定性，并能够在轴向自由运动，它承受着整个转子系统的轴向推力。
[0003]目前针对浮动推力轴承性能的计算，通常数字仿真计算方法，采用定温度计算法，即润滑油粘度和密度是定值，浮动轴承在转子推力作用下，油膜厚度和轴向推力相适应，且油膜的粘性摩擦导致油温升高。虽然润滑油的流动会带走部分热量，但总体上讲油膜处的温度是升高的趋势、并且和推力、油膜厚度达到一种平衡状态，众所周知，温度的变化会导致润滑油粘性和密度的变化，会影响油膜的承载能力，因此无法确定浮动轴承转速的确切值，也就更不能更真实的计算浮动轴承油膜厚度的确切值以及润滑油流量轴承性能参数。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种浮动轴承性能的计算方法，旨在解决现有计算方法不能计算浮动轴承确切的转速、油膜厚度和轴向速度性能参数的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了一种浮动轴承性能的计算方法，包括以下步骤：
[0006]简化浮动轴承模型进行网格划分，得到六面体网格；
[0007]导入所述六面体网格，并基于数字仿真的UDF编写所述浮动轴承模型运动方程；
[0008]将所述运动方程加载到数字仿真计算方法中进行动网格控制，求解所述运动方程，得到浮动轴承性能。
[0009]其中，所述简化浮动轴承模型包括对浮动轴承表面局部修补、将台阶面适当的简化、去掉尖角区域。
[0010]其中，所述求解所述运动方程，得到浮动轴承性能的具体方式：
[0011]计算所述浮动轴承模型转动速度和平动速度；
[0012]基于数字仿真计算方法的UDF提取所述浮动轴承模型表面积分力和力矩；
[0013]将所述浮动轴承模型的转动、平动速度、表面积分力和力矩代入所述运动方程进行求解，得到所述浮动轴承性能。
[0014]其中，所述计算所述浮动轴承模型转动和平动速度可根据牛顿第二定律为原理计算。
[0015]其中，所述浮动轴承性能包括转动角速度、平动速度和位移、油膜厚度和轴向速度性能参数。
[0016]本专利技术的一种浮动轴承性能的计算方法，简化浮动轴承模型进行网格划分，得到六面体网格；导入所述六面体网格，并基于数字仿真的UDF编写所述浮动轴承模型运动方程；将所述运动方程加载到数字仿真计算方法中进行动网格控制，求解所述运动方程，得到
浮动轴承性能，该方法采用数字仿真方法的动网格计算方法，编写UDF程序，经编译链接后，网格的更新过程由数字仿真方法根据每个迭代步中边界的变化情况自动完成，直到收敛，能确切计算出浮动轴承的转速及油膜厚度等性能参数，能方便快捷计算不同轴向推力下的油膜厚度、润滑油温升随增压器转子转速的变化情况，尤其是润滑油温升对粘度乃至于对浮动轴承性能的影响，配合参数化研究方法，能够得出影响浮动轴承性能的关键因素，比如基于温度影响的润滑油粘度、轴向推力、油槽的湍流以及浮盘的油道等，解决现有计算方法不能计算浮动轴承确切的转速、油膜厚度和轴向速度性能参数的问题。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1是浮动轴承模型简化的示意图。
[0019]图2是浮动轴承计算网格的示意图。
[0020]图3是浮动轴承性能评估流程的示意图。
[0021]图4是本专利技术提供的一种浮动轴承性能的计算方法的流程图。
具体实施方式
[0022]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0023]请参阅图1至图4，本专利技术提供一种浮动轴承性能的计算方法，包括以下步骤：
[0024]S1简化浮动轴承模型进行网格划分，得到六面体网格；
[0025]具体的，由于全浮动推力轴承计算流体域大部分区域为油膜间隙区域，为了得到较好的计算结果，模型的简化较少，仅对浮动轴承表面进行了局部修补，如图1所示，对图中画圈区域做了简化，将台阶面适当的简化，去掉不影响仿真计算以及影响网格划分质量的尖角区域，得到了后续计算的所述浮动轴承模型，所述浮动轴承模型主要包含推力瓦及瓦面圆周方向上的油楔深度，计算流体域大部分区域为油膜间隙区域。流体模型建立后进行网格划分，并且所有流体域需划分边界层进行网格加密处理。
[0026]S2寻入所述六面体网格，并基于数字仿真的UDF编写所述浮动轴承模型运动方程；
[0027]S3将所述运动方程加载到数字仿真计算方法中进行动网格控制，求解所述运动方程，得到浮动轴承性能。
[0028][0029][0030][0031]具体的，M
t
及F
t
为FLUENT计算得到t时刻的力矩及力，Δt为FLUENT求解时间步长，ω
t
、V
t
、S
t
分别为浮动轴承t时刻的角速度、轴向速度、轴向位移。同时得到浮动轴承的压力分布、温度分布、润滑油泄漏量等参数，具体技术路线如图3所示：
[0032]具体方式：
[0033]S31计算所述浮动轴承模型转动速度和平动速度；
[0034]具体的，根据牛顿第二定律计算可得。
[0035]S32基于数字仿真计算方法的UDF提取所述浮动轴承模型表面积分力和力矩；
[0036]S33将所述浮动轴承模型的转动速度、平动速度、表面积分力和力矩代入所述运动方程进行求解，得到所述浮动轴承性能。
[0037]以上所揭露的仅为本专利技术一种浮动轴承性能的计算方法较佳实施例而已，当然不能以此来限定本专利技术之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本专利技术权利要求所作的等同变化，仍属于专利技术所涵盖的范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种浮动轴承性能的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：简化浮动轴承模型进行网格划分，得到六面体网格；导入所述六面体网格，并基于数字仿真的UDF编写所述浮动轴承模型运动方程；将所述运动方程加载到数字仿真计算方法中进行动网格控制，求解所述运动方程，得到浮动轴承性能。2.如权利要求1所述的一种浮动轴承性能的计算方法，其特征在于，所述简化浮动轴承模型包括对浮动轴承表面局部修补、将台阶面适当的简化、去掉尖角区域。3.如权利要求1所述的一种浮动轴承性能的计算方法，其特征在于，所述求解所述运动方程，得到浮动轴承...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴小荣，霍文浩，何丹，孙冬婷，王净，申华，王雪梅，
申请(专利权)人：重庆江增船舶重工有限公司，
类型：发明
国别省市：