水润滑橡胶轴承结构形式对接触状况影响研究.pdf

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1、第40卷第3期2,H1年j月船?j，]二f釜SHIP8()f1F。＼＼fENGINJ二EItlfNG、’f1【40NO．3Jull．“l水润滑橡胶轴承结构形式对接触状况影响研；{兰放，刘正林，戴明城，鲁胜(武汉理工大学能源与动力工程学院．武汉43二33)摘要：扁■有限／i软什ANSYS分别对3种饭条结构形式的水渊譬1-胶轴承进行静念坎i．仿真分析，研究板条接触：巫形后形成的一角、水．一：以及按五力对润7#-‘日,tts的影响规律。9刊!表明：在相同载荷下“刍面型轴承垂向位移!大，平瑚，一印次之1)呵刊娃小；平f斫型二一夸轴承比

2、巴J。型。i睃轴承具?，}』好的润淄性能．奠适合实际应Jij关键词：水润滑橡胶轴承；结构形式；接触状态；水．；；润汁比能中图分类号：U664．2l文献标志码：人文章编号：】671__j：。3(跃【1)03014504在低速、重载工况_F，水润滑橡胶轴承与轴套一般难以形成润滑水膜，导致轴承处于混合润滑或边界润滑，j亡其在停机和开机瞬间，轴承往往处于卜摩擦状态，轴承与轴套直接接触，产生严重的摩擦振动与磨损㈠“。为改善水润滑轴承的润渭性能．国内外开展了轴承长径比、升槽形式和板条结构形式等的研究一，但是这。‘呼研究都足基于轴承刚性的假

3、设，冈此不能完!、准确地反映橡胶材料变形后对轴承润滑。性能的影响。以凹面型、平面型、nI⋯。。3种板条结构形式的橡胶轴承为研究对象，通过有限／亡接触仿一分析，探讨橡胶轴承不同板条结构形式对接触压力分布、变形的影响规律，为橡胶轴承板条结构没计、润滑机理分析提供理论参考。轴≯1，、《、收稿日期：201L。。2l修回El期：2010：：28l水润滑橡胶轴承的板条结构图l为凹面刑、平面歼4和n面型等3种板条结构的水润滑橡胶轴承示意图，F要m轴承、轴承套、轴、轴套组成。3种结构均由8个8mm×6ITIITI均布矩形水槽形成8块板条，凹面

4、型轴承内径为1jOnlm，j17恤l型轴承和凸面型轴承板条表面内切n]直径均为150IFI]Pll。2建立水润滑橡胶轴承有限元接触模型J)材料参数。有限正各主要：长件材料属性见表1。，轴””。。穴．、基金项目：国家自然科学；金(。、“r，4)湖北省自然科学再：点基金(2C：5(：DA027)。作者简介：鼍放(1986一)．女，硕上生。研究方向：推进系统。⋯jj优化与仿真E-nmil：ariellan99@126．con]b)平li烈轴承图l3种结构形式板条截面表lc)irrl而型靴’K有限元模型部件材料属性表部件名称轴殍、轴套

5、轴轴承j；材料。蔷酃．FFl-73，篱／IV衙1泊铲tkg，B【。a“：。，瓜9：：7．840．‘7ZQSn]0—28900L05×：。0．33j4578002．06×"0．29l2)建立一维接触有限冗模型及网格划分。145．K，、轴第3期船一j工程建模时，试验轴及其轴：t荨相对于橡胶轴承的变形很小。将其f作刚性体，斤将轴承座与轴承粘结。轴承与轴套有0．3rntTl的间隙，两者之问j～、1厂接触对，采用体士_J掠方式划分网格。为便厂求解计算，只．j建立轴承、轴的下、卜部分模型即可。3)施加边界条件并求解。有限元模J刊见图2。轴

6、承彳；外表面施加全约束．轴套内圈向施加X和z方向的约束，以免出现这两个方向的刚性位移。对轴衬套施JJ口y方向面载荷．分别模拟轴承受载。橡胶轴承采用超弹性so[id185单冗，轴承鑫及轴采用,solid4-5单冗，凹一i型橡胶轴承总装配划分90641个单元，]03624个节点。()L—，l、，图2橡胶轴承有限元模型第10卷3有限元结果分析模剥采用增广1，agrange呆Ji法，分别对门矶型、平丽型和rrLl面型轴承进行接触计算，分析不例载莉u橡胶轴I承的接触状匹以及变形骨．b)平而型4=

7、。．、图33种类型轴承接触压力分布状况b

8、)平面斗I!轴承c)卫h．．开!：!，R图4比压力P—IJ．：jvlPa下垂直方向上的变形3．1轴承的接触压力分布状况图3为同一比压p一0．25MPa下凹面刑、平面型和凸面珏!轴承的接触斥力分布：状况图，陶4为该比压下_币：方向上的变形．刊。由图可知，由于二橡胶轴承的弹性楔’‘低。变形大，沿板条长度方向的接触与载荷分布比较均匀。凹面型、、孵面}卧凸而型最大j}触压力分别为o．57MPa、1．31MPa、1．55MPa，底板条]量。甓向位移分别为O．35Ffl[II、0．88nlnl、1．1lF11H1。凹面i；型轴承的域大接触

9、压力的按·一．面积远人j11．i血i型和凸]A盆町}型轴jj72大接}独压力明显低，、h自型和凸向型轴承的最火梭触压力3种形式的轴承最大接触压力均远火于给定压力0．25MPa。3．2轴承的底板变形状态在’。’刚性的3种结构的润滑性能数值计’巾．平面型轴，i特别灶凸uIf型轴承