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《推力轴承瓦面形面对润滑性能影响的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、第23卷第1期摩擦学学报Vol23,No12003年1月TRIBOLOGYJan,2003推力轴承瓦面形面对润滑性能影响的研究陈志澜,袁小阳,王海林,朱均(西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室,陕西西安710049)摘要:以三峡机组推力轴承为研究对象,运用瓦面二次曲面数学模型和三维热弹流润滑性能分析软件,对平面形面、圆柱形面、马鞍形面、横弯形面、球形形面和反横弯形面等6种瓦面形面的推力轴承的最小油膜厚度、最大油膜压力和最高油膜温度等进行了大量的数值计算.在分析和比较上述6种瓦面形面推力轴
2、承优点和缺点的基础上,指出沿周向凸起的瓦面形面及沿径向下凹的瓦面形面均有利于形成收敛的油膜几何形状,从而显著提高轴承润滑性能.关键词:推力轴承;润滑性能;瓦面形面;优化设计中图分类号:TH133.3文献标识码:A文章编号:1004-0595(2003)01-0056-04[1,2]Mikula等曾对沿瓦面径向方向上预先构造雷诺方程:一个下凹瓦面形面的推力轴承进行了研究.55P155P5F1rF2+F2=Xr.(1)Raimondi[3]提出了在瓦体表面分别预先构造一个沿5r5rr5H5H5HF0周向凸
3、起的圆柱形面和一个沿径向凸起的横弯形面能量方程:的设想,并通过建立二维热流体动力(THD)数学模Qc5TUH5TpUr+=5rr5r型对这2种瓦面形面的推力轴承的润滑性能进行了2225T5Ur5UH计算.在文献[3]的基础上,文献[4,5]分别增加了沿K2+L+.(2)5z5z5z周向和沿径向均凸起的球形形面以及沿周向凸起和瓦体导热方程:沿径向下凹的马鞍形面.通过将上述4种瓦面形状的2225T15T15T5T2++22+2=0.(3)推力轴承代入二维或三维THD数学模型进行计算,5rr5rr5H5z发
4、现在承载能力一定的条件下,圆柱形面最有利于形粘温方程:成收敛油膜几何形状,马鞍形面略差于圆柱形面,但lglg(T+0.6)=A+BlgT.(4)优于球面和横弯曲面.式(1～4)中:Ur和UH分别为沿油膜径向r和周值得注意的是,文献[1～5]在进行上述润滑性能向H的速度分量;X为角速度;A和B为试验测定的的计算分析时,未考虑瓦体由于温度分布不均匀引起粘温方程系数;r,H,z分别为径向坐标、周向坐标和的热变形的影响;而这种热变形的影响在巨型推力轴轴向坐标.hhh承的润滑性能分析中显然不宜忽略.与此同时,现
5、有dzzdzz(z-F1/F0)F0=∫,F1=,F2=dz.0L∫0L∫0L文献明显缺乏对构成瓦面形面的2个参变量,即沿周边界条件为:向方向上的弯曲高度hz和沿径向方向上的弯曲高度镜板:hc的综合分析.Tin+ToutUr=0,UH=Xr,T(H,r,0)=.1数学模型2进油边:P=0,T=Tin.假设油膜流动为层流,油膜在瓦体表面无滑移,油膜和瓦体截面:导热系数K和比热cp均为常数,粘度L为温度的函5T5TT瓦=T油,(K)瓦=(K)油,Ur=UH=0.数,且压力P在油膜厚度方向保持恒定,则推力轴
6、承5Z5Z[6]圆柱坐标系三维热弹流数学模型的基本方程如下:瓦体其余各面:基金项目:国家自然科学基金资助重大项目(19990510);机械工业技术发展基金资助项目(59493703).收稿日期:2002-03-07;修回日期:2002-10-05/联系人袁小阳,e-mail:xyyuan@tlbi.xjtu.edu.cn.作者简介:陈志澜,男,1958年生,博士,副教授,主要从事润滑理论及轴承研究.第1期陈志澜等:推力轴承瓦面形面对润滑性能影响的研究575T+(um-up)+(zm-z).(7)-(K
7、)瓦=A(t-t∞).(5)5n其中:Cp为瓦绕其节线P倾斜的角度,Hp为瓦体初始其中:Tin和Tout分别为进油边和出油边的油膜温度,A平面与瓦体倾向后平面的交线坐标(即Hp是P的位为瓦体各面与油池油液的对流换热系数,t∞为油池温置角),下标m表示最小油膜厚度处的参数,up为瓦度.面的轴向位移,um为瓦面在最小油膜厚度处的轴向位图1所示为推力轴承瓦面形面的坐标示意图,瓦移.2瓦面形面对润滑性能的影响以三峡水轮发电机组推力轴承为研究对象,其结构为单托盘偏支承可倾瓦,瓦体的主要几何尺寸和工[7]作参数见
8、表1.对前述6种瓦面形面的推力轴承进表1轴承几何结构尺寸和工作参数Table1StructureandoperatingparametersofbearingSymbolDesignationNumericalvalueR1/mmRadiusofpad1.820B/mmWidthofpad780L/mmLengthofpadarc521De/mmNominaldiameter625H0/(°)Angleofpad13.5Fig1Schematicdiag
