自补偿液体静压轴承静/动态特性有限元分析(2)

时间:2014-03-19 09:24 来源:发表吧作者:佐晓波等点击: 次

　　4结果与讨论

　　图5所示为轴承无量纲承载力相对于无量纲位移的变化曲线，并与固定狭缝节流双锥面轴承在相同条件下进行了比较.由曲线看出：1）仿真结果与实验结果比较接近，但是因为轴承中含有各种制造误差，而且在高压下转子会发生向外变形增大实际间隙，这些因素均不利于轴承承载力，因而实测值比计

　　算值小.为了更明晰地研究轴承性能，计算模型未将这些因素考虑在内.2）自补偿静压轴承的轴向承载性能与固定狭缝节流轴承相等，但是前者的径向承载力更大，当偏心率为0.5时比后者提高102.7%，说明与固定节流相比自补偿方式可以将承载力提高一倍.3）承载力随位移的变化呈现明显的非线性，尤其是当轴承径向受载时，非线性更加明显，这是由于转子径向运动时，节流间隙与轴承间隙同时变化造成的.4）圆锥面半顶角为50°条件下，所设计轴承的轴向承载能力更大，当无量纲位移为0.5时比径向承载力高出14.5%.图6所示为无量纲流量随无量纲位移的变化曲线.由图可以看出：1）转子在轴承中心位置时所需润滑油流量最大.2）轴承轴向受载工作时比径向受载所需的润滑油流量大，轴承在大偏心条件下工作时润滑油需求量明显降低，径向偏心率为0.5时轴承消耗润滑油流量比初始位置时降低32.6%.

　　5结论

　　本文设计并制造了一种新型的自补偿液体静压轴承，采用有限元方法求解扰动雷诺方程，得到了该轴承在低速条件下的承载力、流量、刚度和阻尼系数等静、动态特性参数，并采用实验方法实测了轴承的承载力.根据数值分析结果，可以得到以下结论：

　　1）自补偿双锥面液体静压轴承与固定节流轴承相比，轴承承载力基本相当，径向承载力具有明显提高.

　　2）自补偿双锥面液体静压轴承建模时需考虑转子运动对节流间隙的影响，所建立的模型能够有效计算自补偿轴承的特性.

　　3）自补偿双锥面液体静压轴承在低载荷工作条件下具有较高的刚度，在重载荷条件下刚度在载荷方向有较大降低；径向阻尼随位移变化不大，而轴向阻尼随位移增大.

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