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考慮支點(diǎn)變形和摩擦的可傾瓦軸承動(dòng)力學(xué)特性研究

2022-10-27 09:05金英澤袁小陽(yáng)
振動(dòng)與沖擊 2022年20期
關(guān)鍵詞:液膜偏心因數(shù)

金英澤, 袁小陽(yáng)

(1. 大連海事大學(xué) 船舶與海洋工程學(xué)院,遼寧 大連 116026;2. 西安交通大學(xué) 現(xiàn)代設(shè)計(jì)及轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,西安 710049)

可傾瓦軸承憑借優(yōu)良的穩(wěn)定性廣泛應(yīng)用于汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)和核主泵等重大裝備旋轉(zhuǎn)機(jī)械。可傾瓦軸承動(dòng)力學(xué)特性研究從剛度阻尼系數(shù)研究已經(jīng)發(fā)展到非線性動(dòng)力學(xué)特性研究[1-3]。支點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)瓦塊自適應(yīng)擺動(dòng)的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)組件,常見(jiàn)的支點(diǎn)形狀主要有柱形支點(diǎn)和球形支點(diǎn)。從接觸方式來(lái)看,柱形支點(diǎn)為線接觸方式,球形支點(diǎn)為點(diǎn)接觸方式;從運(yùn)動(dòng)形式來(lái)看,柱形支點(diǎn)依靠滾動(dòng),球形支點(diǎn)依靠滑動(dòng),后者的摩擦因數(shù)比前者要大兩個(gè)數(shù)量級(jí)[4]。因此,基于剛性光滑支點(diǎn)假設(shè)的理想支點(diǎn)模型有必要發(fā)展為計(jì)入支點(diǎn)變形和摩擦的真實(shí)支點(diǎn)模型。

可傾瓦軸承支點(diǎn)變形的研究大多采用赫茲接觸理論和有限元仿真。Kirk等[5]基于赫茲接觸理論給出了典型可傾瓦軸承瓦塊支點(diǎn)剛度和變形方程,證明了支點(diǎn)剛度在可傾瓦軸承動(dòng)特性計(jì)算中的必要性。李萌萌等[6]采用有限元仿真分析了點(diǎn)支承、線支承和球支承可傾瓦軸承的支點(diǎn)垂直靜剛度。王占朝等[7]研究了支點(diǎn)變形對(duì)水潤(rùn)滑可傾瓦推力軸承啟動(dòng)過(guò)程初始傾斜轉(zhuǎn)速的影響,數(shù)值結(jié)果得到了試驗(yàn)驗(yàn)證。Mehdi等[8]研究了支點(diǎn)柔性對(duì)柱形和球形支點(diǎn)可傾瓦軸承靜動(dòng)特性的影響,證明了柔性支點(diǎn)模型更接近試驗(yàn)數(shù)據(jù)。Shi等[9]研究了柱形和球形支點(diǎn)可傾瓦軸承對(duì)立式和臥式轉(zhuǎn)子非線性動(dòng)力學(xué)特性的影響。值得一提的是:Jin等[10]利用支點(diǎn)變形的優(yōu)勢(shì)提出一種可調(diào)彈性支點(diǎn)可傾瓦軸承,并分析了該軸承的非線性動(dòng)力學(xué)特性。

可傾瓦軸承支點(diǎn)摩擦的研究相對(duì)較少。Wygant等[11]試驗(yàn)測(cè)試了柱形和球形支點(diǎn)可傾瓦軸承靜平衡位置和動(dòng)特性系數(shù),重點(diǎn)關(guān)注了支點(diǎn)摩擦對(duì)軸承性能的影響。Kim等[12]提出了支點(diǎn)摩擦模型,分析了支點(diǎn)摩擦對(duì)可傾瓦軸承靜態(tài)和瞬態(tài)性能的影響。Kim等[13]研究了支點(diǎn)摩擦對(duì)可傾瓦軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)非線性響應(yīng)和分岔特性的影響,表明支點(diǎn)摩擦對(duì)評(píng)估轉(zhuǎn)子系統(tǒng)穩(wěn)定性起重要作用。黨超等[14]研究了支點(diǎn)摩擦對(duì)可傾瓦軸承潤(rùn)滑性能的影響。

在上述研究中,支點(diǎn)變形和摩擦的耦合作用尚未計(jì)入到支點(diǎn)模型中,支點(diǎn)設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)非線性動(dòng)力學(xué)特性的影響規(guī)律也尚未摸清。鑒于此,本文開(kāi)展考慮支點(diǎn)變形和摩擦的可傾瓦軸承動(dòng)力學(xué)特性研究。以水潤(rùn)滑球形支點(diǎn)可傾瓦軸承為研究對(duì)象,建立考慮支點(diǎn)彈性力和摩擦力矩的可傾瓦軸承系統(tǒng)非線性動(dòng)力學(xué)模型和分析方法,研究支點(diǎn)變形和摩擦對(duì)可傾瓦軸承動(dòng)力學(xué)特性的影響,揭示支點(diǎn)半徑比和支點(diǎn)摩擦因數(shù)對(duì)軸承性能的影響規(guī)律。

1 理論模型

研究對(duì)象是球形支點(diǎn)可傾瓦軸承,軸承含四塊可傾瓦,潤(rùn)滑介質(zhì)是水,承載方式為瓦間承載。球形支點(diǎn)可傾瓦軸承坐標(biāo)系和瓦塊支點(diǎn)接觸示意圖,如圖1所示。相關(guān)符號(hào)在文中有標(biāo)注。軸頸存在靜載和不平衡質(zhì)量,1號(hào)瓦和2號(hào)瓦為承載瓦,3號(hào)瓦和4號(hào)瓦為非承載瓦。

1.1 流體動(dòng)壓潤(rùn)滑模型

在等溫、不可壓縮流體假設(shè)下,含有紊流修正系數(shù)的非定常雷諾方程為

(1)

式中:R為軸頸半徑;h為液膜厚度;p為液膜壓力;μ為流體動(dòng)力黏度;ω為轉(zhuǎn)動(dòng)角速度;t為時(shí)間;φ,z分別為周向和軸向坐標(biāo);kφ,kz為紊流修正系數(shù)。當(dāng)kφ=kz=12時(shí),即為經(jīng)典層流雷諾方程。

假設(shè)瓦塊表面是剛性的,軸頸與瓦塊是平行的,則考慮支點(diǎn)接觸變形的可傾瓦膜厚方程為

h=cp-(cp-cb-ξ)cos(β-φ)+ejcos(φ-θ)+
Rδsin(β-φ)

(2)

式中:cp為瓦塊徑向間隙;cb為軸承徑向間隙;ξ為瓦塊徑向位移;β為支點(diǎn)位置角;ej為軸頸偏心距;θ為軸頸偏位角;δ為瓦塊擺角

當(dāng)瓦塊徑向位移大于零時(shí),支點(diǎn)發(fā)生接觸變形且變形量等于瓦塊位移量;否則,瓦塊與支點(diǎn)不發(fā)生接觸。因此,支點(diǎn)變形ξp和瓦塊位移ξ的關(guān)系可描述為

(3)

適用于滑動(dòng)軸承設(shè)計(jì)的紊流潤(rùn)滑理論主要有三個(gè)[15]:Constantinescu理論、Ng、Pan和Elrod理論以及Hirs理論。采用精度較好、應(yīng)用較多的Ng和Pan紊流模型確定紊流修正系數(shù)

(4)

式中,Re可稱之為有效雷諾數(shù),它的表征取決于流態(tài)的性質(zhì)。一般認(rèn)為,流體中可能存在三種流態(tài),分別是層流、紊流和過(guò)渡流態(tài)。滑動(dòng)軸承的流態(tài)可根據(jù)局部雷諾數(shù)和臨界雷諾數(shù)的對(duì)比來(lái)確定,本文采用的兩個(gè)臨界雷諾數(shù)分別是800和1 500[16],則有

(5)

式中:Rel為局部雷諾數(shù),Rel=ρωRh/μ;ρ為流體密度;c1-4為待定系數(shù),通過(guò)Re及其一階導(dǎo)數(shù)在臨界雷諾數(shù)處連續(xù)確定。

可傾瓦軸承非線性液膜力分量fx和fy、瓦塊徑向液膜力fr和瓦塊液膜力矩Mp的表達(dá)式為

(6)

(7)

(8)

式中:i為瓦塊序號(hào);L為軸承長(zhǎng)度;φin,φout分別為進(jìn)、出液邊位置角。

1.2 瓦塊-支點(diǎn)接觸模型

赫茲接觸理論[17]的基本假設(shè)為:①接觸變形很小且在彈性極限范圍內(nèi);②接觸體可視為彈性半空間;③接觸表面連續(xù)且非共形;④接觸表面無(wú)摩擦。則支點(diǎn)彈性力可表達(dá)為支點(diǎn)變形的非線性冪函數(shù)

(9)

式中,K為廣義接觸剛度,其值取決于材料屬性和接觸表面形狀。球形支點(diǎn)與瓦背球窩的接觸屬于凸球與凹球的接觸問(wèn)題,廣義接觸剛度可表達(dá)為

(10)

式中:Rs為瓦背球窩半徑;Rp為支點(diǎn)半徑;σs和σp為材料參數(shù),由式(11)給出

(11)

式中:υk為泊松比;Ek為彈性模量。

庫(kù)倫摩擦定律的基本假設(shè)為:①滑動(dòng)摩擦力與接觸表面的正壓力成正比,跟接觸面積無(wú)關(guān);②滑動(dòng)摩擦力與滑動(dòng)速度大小無(wú)關(guān)。另假設(shè)接觸表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)與靜摩擦因數(shù)相等且為常數(shù)值,則支點(diǎn)對(duì)瓦塊的滑動(dòng)摩擦力Ff和摩擦力矩Mf可表達(dá)為

(12)

式中,μf為支點(diǎn)摩擦因數(shù)。

如果瓦塊處于擺動(dòng)狀態(tài),則瓦塊受到滑動(dòng)摩擦力矩的作用,摩擦力矩方向與瓦塊擺動(dòng)方向相反;如果瓦塊處于靜止?fàn)顟B(tài),則摩擦力矩取決于液膜力矩和最大靜摩擦力矩的大小,摩擦力矩方向與液膜力矩方向相反。綜上所述,支點(diǎn)對(duì)瓦塊的摩擦力矩可表達(dá)為

(13)

式中,“·”為一階導(dǎo)數(shù)d/dt。

1.3 可傾瓦軸承非線性動(dòng)力學(xué)模型

球形支點(diǎn)可傾瓦軸承瓦塊存在多個(gè)方向的自由度。本文采用的是瓦塊主擺動(dòng)方向和徑向方向自由度的點(diǎn)支承建模方法,假設(shè)瓦塊不發(fā)生其他方向的擺動(dòng)。考慮支點(diǎn)變形和摩擦后,可傾瓦軸承在不平衡諧波與靜載聯(lián)合激勵(lì)下的動(dòng)力學(xué)方程可描述為

(14)

式中:mj為軸頸質(zhì)量;xj,yj為軸頸位移分量;“··”為二階導(dǎo)數(shù)d2/dt2;eu為不平衡偏心距;Wy為軸承靜載;Ip為瓦塊轉(zhuǎn)動(dòng)慣量;mp為瓦塊質(zhì)量。

假設(shè)瓦塊厚度是均勻的,則瓦塊轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和瓦塊質(zhì)量的表達(dá)式推導(dǎo)為

(15)

(16)

式中:ρp為瓦塊密度;α為瓦塊包角;hp為瓦塊厚度;ζ為支點(diǎn)系數(shù),即瓦塊入口邊到支點(diǎn)的包角與瓦塊包角的比值。該表達(dá)式計(jì)算結(jié)果與SolidWorks軟件計(jì)算結(jié)果基本一致。

2 計(jì)算方法

采用有限差分法求解雷諾方程(見(jiàn)式(1)),采用半步長(zhǎng)五點(diǎn)中心差商近似取代雷諾方程中的偏導(dǎo)數(shù),將方程化為一組代數(shù)方程,為加速收斂,采用超松弛迭代法求解方程組得到壓力分布。迭代過(guò)程納入了雷諾邊界條件,見(jiàn)式(17)。采用經(jīng)典顯式歐拉法逐步求解可傾瓦軸承動(dòng)力學(xué)方程(見(jiàn)式(14))。為了兼顧計(jì)算精度和計(jì)算效率,數(shù)值方法的參數(shù)設(shè)置如下:松弛因子為1.7,單瓦液膜在周向和軸向的網(wǎng)格數(shù)量為20×14,壓力收斂精度為10-6,軸頸和瓦塊初始位置和速度皆為0,時(shí)間步長(zhǎng)為10-6s。

(17)

需要說(shuō)明的是:由于球形支點(diǎn)計(jì)入了摩擦力矩作用,在逐步計(jì)算的過(guò)程中,當(dāng)相鄰兩個(gè)時(shí)刻的瓦塊擺速符號(hào)相反時(shí),表明在該段時(shí)間內(nèi)必然存在擺速為0的時(shí)刻,即瓦塊停止擺動(dòng),但數(shù)值計(jì)算忽略了這個(gè)狀態(tài),造成瓦塊始終受到滑動(dòng)摩擦力矩的作用,而忽略了靜摩擦力矩的作用,這是不符合物理意義的。本文采用的處理方式是:當(dāng)相鄰兩時(shí)刻的瓦塊擺速符號(hào)相反時(shí),令后一時(shí)刻的瓦塊擺速為0,這樣可以確保數(shù)值計(jì)算的可靠性和穩(wěn)定性。

3 計(jì)算結(jié)果與討論

計(jì)算案例采用的球形支點(diǎn)可傾瓦軸承結(jié)構(gòu)和運(yùn)行參數(shù),如表1所示。其中,支點(diǎn)半徑比指的是支點(diǎn)半徑與瓦背球窩半徑的比值,它是重要的支點(diǎn)設(shè)計(jì)參數(shù)。0~400 μm的不平衡偏心距可以激發(fā)0~88.8 kN的動(dòng)態(tài)載荷,由于靜載為44.4 kN,因此案例涵蓋動(dòng)載小于靜載、動(dòng)載等于靜載和動(dòng)載大于靜載時(shí)的運(yùn)行工況。

表1 可傾瓦軸承參數(shù)Tab.1 Parameters of tilting-pad journal bearing

3.1 考慮支點(diǎn)變形和摩擦的可傾瓦軸承動(dòng)力學(xué)分析

本部分計(jì)算采用的支點(diǎn)半徑比為0.995,支點(diǎn)摩擦因數(shù)為0.1。多種不平衡偏心距下支點(diǎn)變形和支點(diǎn)摩擦力矩的響應(yīng)曲線,如圖2所示。從圖2可知,不平衡偏心距對(duì)二者可產(chǎn)生較大影響。當(dāng)不平衡偏心距為0時(shí),支點(diǎn)變形和摩擦力矩隨時(shí)間最終達(dá)到一個(gè)恒定值,此時(shí)支點(diǎn)變形為20.8 μm,支點(diǎn)摩擦力矩為-226 N·m。在不平衡諧波激勵(lì)下,支點(diǎn)變形和摩擦力矩隨時(shí)間呈周期性波動(dòng),不平衡偏心距越大,波動(dòng)幅度越大。當(dāng)不平衡偏心距為400 μm時(shí),最大支點(diǎn)變形為47.3 μm,最大支點(diǎn)摩擦力矩為776 N·m。

針對(duì)三種典型不平衡偏心距研究了支點(diǎn)變形和摩擦對(duì)軸心軌跡的影響,如圖3所示。支點(diǎn)變形可使軸承間隙增大,這會(huì)導(dǎo)致軸承剛度和承載力降低,因此考慮支點(diǎn)變形后,靜態(tài)軸頸偏心距和軸心軌跡幅值皆增大。支點(diǎn)摩擦抑制了瓦塊擺動(dòng)的自適應(yīng)性,導(dǎo)致瓦塊液膜合力不再通過(guò)支點(diǎn),軸承存在交叉剛度,因此考慮支點(diǎn)摩擦后,靜態(tài)軸頸偏位角不再為0,軸頸偏心距增大,軸心軌跡幅值減小。以100 μm不平衡偏心距為例,僅考慮支點(diǎn)變形時(shí),軸心軌跡幅值增大58%;僅考慮支點(diǎn)摩擦?xí)r,軸心軌跡幅值減小22%;綜合考慮支點(diǎn)變形和摩擦?xí)r,軸心軌跡幅值增大40%。結(jié)果表明,支點(diǎn)變形相比支點(diǎn)摩擦對(duì)軸心軌跡的影響程度要更大一些。

圖4研究了支點(diǎn)變形和摩擦對(duì)瓦塊擺角響應(yīng)的影響(eu=100 μm)。支點(diǎn)變形可增大瓦塊擺幅,支點(diǎn)摩擦可減小瓦塊擺幅,這與其對(duì)軸心軌跡幅值的影響是相似的。以2號(hào)承載瓦為例,僅考慮支點(diǎn)變形時(shí),瓦塊擺幅增大101%;僅考慮支點(diǎn)摩擦?xí)r,瓦塊擺幅減小93%;綜合考慮支點(diǎn)變形和摩擦?xí)r,瓦塊擺幅減小5%。由此可見(jiàn)支點(diǎn)摩擦相比于支點(diǎn)變形對(duì)瓦塊擺角響應(yīng)的影響更大一些。考慮支點(diǎn)摩擦下的瓦塊擺角響應(yīng)特征在于最大擺角在一段時(shí)間內(nèi)保持不變,這是因?yàn)榇藭r(shí)瓦塊動(dòng)態(tài)液膜力矩小于最大支點(diǎn)靜摩擦力矩,典型特征如圖4(c),非承載瓦的擺角不再隨時(shí)間發(fā)生變化,此時(shí)瓦塊不擺動(dòng),其最終擺角由擺動(dòng)歷程所決定。

圖5針對(duì)多種不平衡偏心距研究了支點(diǎn)變形和摩擦對(duì)軸承最小液膜厚度的影響。從圖5可知,支點(diǎn)變形可使軸承最小液膜厚度增大,增幅可達(dá)10%,這是因?yàn)檩S承間隙有所增大。支點(diǎn)摩擦對(duì)軸承最小液膜厚度的影響與不平衡偏心距大小有關(guān),但影響較小。當(dāng)不平衡偏心距較小時(shí)(0~100 μm),支點(diǎn)摩擦可使軸承最小液膜厚度減小,減幅不超過(guò)4%;當(dāng)不平衡偏心距較大時(shí)(150~400 μm),支點(diǎn)摩擦可使軸承最小液膜厚度增大,增幅不超過(guò)3%。支點(diǎn)變形和摩擦的綜合作用可使軸承最小液膜厚度增大,增幅可達(dá)7%。

3.2 支點(diǎn)半徑比對(duì)可傾瓦軸承動(dòng)力學(xué)特性的影響

本部分計(jì)算采用的不平衡偏心距為200 μm,支點(diǎn)摩擦因數(shù)為0.1。圖6研究了支點(diǎn)半徑比對(duì)軸心軌跡的影響。軸心軌跡的形狀與拐點(diǎn)受支點(diǎn)半徑比的影響較大,支點(diǎn)半徑比越小,軸心軌跡相對(duì)越復(fù)雜。軸心軌跡幅值隨支點(diǎn)半徑比的增大而減小,這是因?yàn)橹c(diǎn)半徑比的增大可使支點(diǎn)剛度增大,進(jìn)而使軸承剛度增大。當(dāng)支點(diǎn)半徑比從0.9增大到0.999時(shí),軸心軌跡幅值從69.6 μm減小到32.1 μm,減幅達(dá)54%。結(jié)果表明,將支點(diǎn)半徑比設(shè)計(jì)得大些有利于抑制軸頸振動(dòng)。

圖7研究了支點(diǎn)半徑比對(duì)瓦塊振動(dòng)響應(yīng)的影響。瓦塊振幅隨支點(diǎn)半徑比的增大而減小,支點(diǎn)半徑比越大,支點(diǎn)摩擦效應(yīng)也更加明顯,體現(xiàn)在瓦塊在最大擺角處停滯的時(shí)間更長(zhǎng)。當(dāng)支點(diǎn)半徑比從0.9增大到0.999 時(shí),瓦塊擺動(dòng)振幅從0.014 6°減小到0.0041 3°,減幅達(dá)72%;瓦塊徑向振幅從41.4 μm減小到6.48 μm,減幅達(dá)84%。結(jié)果表明,適當(dāng)增大支點(diǎn)半徑比有利于抑制瓦塊振動(dòng)。

圖8研究了支點(diǎn)半徑比對(duì)瓦塊最小液膜厚度的影響??梢钥闯?,相比于2號(hào)瓦,1號(hào)瓦的最小液膜厚度更小,這是支點(diǎn)摩擦效應(yīng)導(dǎo)致的。也就是說(shuō),可傾瓦軸承的最小液膜厚度發(fā)生在1號(hào)瓦上。當(dāng)支點(diǎn)半徑比在0.96~0.97時(shí),軸承最小液膜厚度有最大值,約為44.2 μm。從提高軸承承載能力來(lái)看,宜將支點(diǎn)半徑比設(shè)計(jì)在該范圍內(nèi)。

3.3 支點(diǎn)摩擦因數(shù)對(duì)可傾瓦軸承動(dòng)力學(xué)特性的影響

本部分計(jì)算采用的不平衡偏心距為200 μm,支點(diǎn)半徑比為0.995。圖9研究了支點(diǎn)摩擦因數(shù)對(duì)軸心軌跡的影響。軸心軌跡幅值隨支點(diǎn)摩擦因數(shù)的增大而減小,這是因?yàn)橹c(diǎn)摩擦因數(shù)的增大導(dǎo)致軸承交叉剛度有所增大。當(dāng)支點(diǎn)摩擦因數(shù)從0增大到0.5時(shí),軸心軌跡幅值從42.4 μm減小到33.9 μm,減幅達(dá)20%。結(jié)果表明,適當(dāng)增大支點(diǎn)摩擦因數(shù)有利于抑制軸頸振動(dòng)。

圖10研究了支點(diǎn)摩擦因數(shù)對(duì)瓦塊振動(dòng)響應(yīng)的影響。瓦塊擺動(dòng)振幅和瓦塊徑向振幅隨支點(diǎn)摩擦因數(shù)的增大呈現(xiàn)不同程度的減小,前者減幅顯著,后者減幅較小。當(dāng)支點(diǎn)摩擦因數(shù)從0增大到0.5時(shí),瓦塊擺動(dòng)振幅從0.008 35°減小到0,減幅為100%;瓦塊徑向振幅從11.7 μm減小到11.0 μm,減幅為6%。支點(diǎn)摩擦因數(shù)的增大可使摩擦力矩增大,從而阻礙了瓦塊的擺動(dòng)。當(dāng)支點(diǎn)摩擦因數(shù)達(dá)到0.5時(shí),瓦塊動(dòng)態(tài)液膜力矩恒小于最大支點(diǎn)靜摩擦力矩,導(dǎo)致瓦塊不擺動(dòng),此時(shí)瓦塊最終擺角取決于瓦塊的擺動(dòng)歷程。

圖11研究了支點(diǎn)摩擦因數(shù)對(duì)瓦塊最小液膜厚度的影響。當(dāng)支點(diǎn)摩擦因數(shù)為0時(shí)(光滑支點(diǎn)),兩個(gè)承載瓦的最小液膜厚度相等;當(dāng)支點(diǎn)摩擦因數(shù)非0時(shí),1號(hào)瓦的最小液膜厚度更小,軸承最小液膜厚度發(fā)生在該瓦上。軸承最小液膜厚度隨支點(diǎn)摩擦因數(shù)的增大呈先略增后減小的趨勢(shì),支點(diǎn)摩擦因數(shù)為0.1可使軸承最小液膜厚度有最大值43.2 μm。結(jié)果表明,支點(diǎn)摩擦因數(shù)控制在0~0.15內(nèi)可使軸承具有較高的承載能力,支點(diǎn)摩擦因數(shù)過(guò)大會(huì)導(dǎo)致軸承承載能力大幅下降。

4 結(jié) 論

建立了考慮支點(diǎn)彈性力和摩擦力矩的球形支點(diǎn)可傾瓦軸承系統(tǒng)非線性動(dòng)力學(xué)模型和分析方法,揭示了支點(diǎn)半徑比和支點(diǎn)摩擦因數(shù)對(duì)水潤(rùn)滑可傾瓦軸承動(dòng)力學(xué)特性的影響規(guī)律。主要結(jié)論如下:

(1) 計(jì)入支點(diǎn)變形后,可傾瓦軸承系統(tǒng)振幅、最小膜厚和靜態(tài)軸頸偏心距皆增大,軸心軌跡幅值可增大58%,最小膜厚增幅可達(dá)10%。

(2) 計(jì)入支點(diǎn)摩擦后,可傾瓦軸承系統(tǒng)振幅減小,軸心軌跡幅值可減小22%;最小膜厚在小動(dòng)載時(shí)有所減小,大動(dòng)載時(shí)有所增大,但變化較??;靜態(tài)軸頸偏心距增大,偏位角非零。

(3) 支點(diǎn)變形和支點(diǎn)摩擦耦合作用對(duì)可傾瓦軸承動(dòng)力學(xué)特性的影響與支點(diǎn)半徑比和支點(diǎn)摩擦因數(shù)的大小有關(guān)。增大支點(diǎn)半徑比和支點(diǎn)摩擦因數(shù)有利于降低可傾瓦軸承系統(tǒng)振幅,當(dāng)支點(diǎn)半徑比范圍為0.96~0.97及支點(diǎn)摩擦因數(shù)范圍為0~0.15時(shí),軸承有較高的承載能力。

未來(lái)仍有一些科學(xué)問(wèn)題亟待解決,如支點(diǎn)摩擦導(dǎo)致的可傾瓦軸承系統(tǒng)的多解問(wèn)題、支點(diǎn)失效導(dǎo)致的可傾瓦軸承系統(tǒng)的穩(wěn)定性問(wèn)題等。

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