自补偿液体静压轴承静/动态特性有限元分析

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翻新时间：2023-04-07

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自补偿液体静压轴承静/动态特性有限元分析

摘要：对一种新型的自补偿双锥面液体静压轴承进行了理论和实验研究.介绍了自补偿双锥面液体静压轴承结构与工作原理，采用小扰动法建立了其润滑油膜的理论模型，自补偿节流公式中计入了转子移动对节流间隙的影响.采用有限元方法求解了轴承的承载力、流量、刚度和阻尼系数，通过对承载力的测试验证了模型的可行性.结果表明：自补偿双锥面液体静压轴承比同条件下固定节流静压轴承的径向承载力高，且其在较小载荷下工作时具有较高刚度.

关键词：液体静压轴承；自补偿；静态特性；动态特性；有限元；小扰动方法

中图分类号：TH133.3 文献标识码：A

1自补偿静压轴承结构及其节流原理

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

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.

参考文献

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