MLX系列减速机用扇形可倾瓦推力轴承润滑性能分析及软件开发

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立磨设备在当今得到了广泛的应用,且正朝着大功率方向发展。立磨减速机中的可倾瓦滑动推力轴承是承受立磨设备巨大轴向工作载荷的关键零件,若其出现故障,将直接导致整个立磨设备停机停产,带来巨大的经济损失,因此,针对具体立磨减速机结构特点和工况参数进行科学合理的动压滑动推力轴承选型分析计算与润滑性能研究是十分有必要的,具有一定的理论意义和工程价值。本文的主要工作如下:(1)分析了MLX系列立磨减速机的结构特点和动压滑动轴承的动压润滑原理,分析了常用的动压滑动推力轴承基本类型及其特点,结合具体减速机结构特点,指出传统扇形可倾瓦滑动推力轴承的选型分析计算方法不适用于MLX系列减速机结构,提出先根据减速机法兰外径确定扇形瓦块外径进而确定其他尺寸参数的选型分析计算思路,并对MLX50系列减速机用动压滑动轴承进行了计算分析。(2)基于初步选型计算的轴承参数建立了润滑油膜有限元分析模型,对其选型分析计算结果进行验证并对其润滑性能进行了进一步的研究分析。结果表明:本文针对MLX系列减速机提出的选型分析计算思路得到的轴承参数结果是可靠的,可以满足立磨减速机用轴承基本的性能要求;在其他参数保持不变的前提下,扇形可倾瓦动压滑动推力轴承的最高油膜压力、承载力及最高油膜温度随着轴承运转速度、润滑油粘度以及扇形瓦块包角的增大而增大;减速机启停阶段轴承速度较低时,产生的轴向承载力不足可能会使轴承发生磨损,在瓦块表面设计静压顶起装置是一种有效的预防措施。(3)基于流体动压润滑理论建立数值分析数学模型,应用MATLAB编制相应的数值仿真程序,将分析结果与有限元分析结果进行对比,验证模型的正确性,在此基础上对轴承润滑性能进行进一步的研究分析。结果表明:本文搭建的数值分析模型是合理的,两者分析结果一致性较好;扇形瓦块的倾角对轴承的性能有明显的影响,随着倾角在一定范围内变大,轴承的承载力会上升,温度也会上升,且油膜压力中心也会发生偏移。在扇形瓦块周向出油边位置设计圆柱形织构可以起到改善轴承润滑性能的作用,而织构区域在其他位置时则会带来负面作用;轴承的磨损通常发生在扇形瓦块周向出油边和外径出油边交汇的顶角处,最小油膜厚度越小,磨损一般越严重。(4)基于遗传算法对轴承结构参数进行优化,并将其与选型分析计算程序和润滑性能分析程序进行集成,设计开发了一款MLX系列减速机用动压滑动推力轴承选型校核与润滑性能分析软件,并根据工程实际产品对其实用性和可靠性进行了验证。结果表明:该软件分析计算结果可靠性较高,实用性较好。
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