螺旋槽動壓推力軸承動態(tài)特性分析及參數(shù)優(yōu)化.pdf

1、推力軸承為了獲得較好的流體動壓效果，通常會在工作面上加工一些具有特殊結(jié)構(gòu)的槽或臺階以形成沿滑動速度方向收斂的楔形，利用其產(chǎn)生較強(qiáng)的動壓效應(yīng)，進(jìn)一步提高推力軸承的承載能力。同時合適的收斂型面有利于提高推力軸承的潤滑性能。在高速運(yùn)轉(zhuǎn)條件下，螺旋槽推力軸承與其它類型推力軸承相比，具有更高的承載能力和較小的摩擦力。本文以不等深斜面螺旋槽推力軸承為模型，分析了螺旋槽幾何參數(shù)對其動靜特性的影響及其瞬態(tài)特性。以最大油膜剛度系數(shù)為目標(biāo)，優(yōu)化了螺旋槽的幾

2、何參數(shù)，為螺旋槽推力軸承的設(shè)計(jì)奠定理論基礎(chǔ)。
　　首先，建立螺旋槽動壓推力軸承的數(shù)學(xué)模型。由于螺旋形槽線結(jié)構(gòu)復(fù)雜，本文利用基于邊界擬合坐標(biāo)系的坐標(biāo)變換把螺旋區(qū)域變成扇形單元，在扇形單元上進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，并推導(dǎo)出坐標(biāo)變換后的雷諾方程和油膜厚度方程。
　　其次，對螺旋槽動壓推力軸承進(jìn)行數(shù)值分析。采用有限差分法編制MATLAB計(jì)算程序?qū)S承的潤滑性能進(jìn)行數(shù)值模擬，并分析了螺旋角、槽數(shù)、槽寬比和槽深比對不等深斜面螺旋槽推力軸承和等深螺

3、旋槽推力軸承靜特性的影響。
　　再次，推導(dǎo)出擾動壓力方程求解出擾動壓力，得到軸承的剛度系數(shù)和阻尼系數(shù)，并分析了螺旋角、槽數(shù)、槽寬比和槽深比對不等深斜面螺旋槽推力軸承和等深螺旋槽推力軸承動特性的影響。結(jié)果表明，螺旋角、槽數(shù)、槽寬比和槽深比對兩種軸承動特性的影響趨勢基本一致，但影響程度略有不同;相同參數(shù)下，不等深斜面螺旋槽推力軸承動特性比等深螺旋槽推力軸承的動特性要好。
　　基于非線性油膜力、推力盤慣性力和外界動載荷平衡，建立了