高速重载可倾瓦推力轴承受力分析及优化设计

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随着现代工业的发展,滑动轴承通常都是在高速、重载的条件下运行,不应忽视轴瓦的变形对轴承性能的影响.本文对可倾瓦推力轴承热弹性流体润滑进行了探索性研究,试图从理论上考察尽可能多的因素对轴承性能的影响,从而建立更严密的润滑理论,并设计开发出一套能对可倾瓦推力轴承进行受力分析及支点优化设计的软件.本文首先给出了可倾瓦推力轴承热弹流润滑的数学模型,联立求解Reynolds方程、能量方程和轴瓦的弹性变形所组成的方程组,从而得出推力轴承油膜的压力分布和温度分布.本文对Reynolds方程、能量方程和接触变形采用有限差分法求解.轴瓦的弯曲变形和热变形采用有限元软件ANSYS进行求解.并对一实际使用中的可倾瓦推力轴承进行了热弹流润滑研究,考察了工况参数和几何参数对轴承性能的影响.研究结果表明,在高速、重载情况下,弹性变形对可倾瓦推力轴承润滑性能的影响不能忽略.考虑弹性变形情况下滑动轴承的油膜压力峰值比不考虑弹性变形时的压力峰值有明显的降低,油膜的最高温度也降低了.另外,根据力矩平衡原理,提出了可倾瓦推力轴承最佳支点位置的寻优方法,通过分析比较,表明此优化计算有助于提高轴承的使用性能.最后,通过通用轴承试验机对轴瓦合金表面不同处理方式对滑动轴承性能的影响进行试验研究,发现不同合金表面处理方式对滑动轴承的性能有着重要的影响.
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