[发明专利]一种变刚度点支撑可倾瓦推力轴承的均载能力计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及推力轴承润滑技术领域，尤其涉及一种变刚度点支撑可倾瓦推力轴承的均载能力计算方法。

背景技术

随着工业技术水平的发展，目前滑动推力轴承应用相当广泛，如水轮发电机、舰船推进器、水泥磨机等都使用了滑动推力轴承。由于加工、安装和使用过程中的不当操作，常导致推力轴承烧瓦事故。其中推力瓦受力不均匀，个别瓦受力过大就是产生烧瓦事故的主要原因。由于加工、装配等误差，推力轴瓦在初始安装时瓦面的高低不可能绝对相同，当轴瓦受力后，瓦面高的受力大，瓦面低的受力小。工程上一般要求这种受力误差不超10％。为减少此误差，一是在加工、装配工艺方面加以改进，使初始瓦面高度差最小；二是在支承结构上加以考虑，如采用平衡块支承、弹性油缸支承、弹簧束支承等支承方式，来均衡一部分载荷。为了能在较短的轴向位移内均衡一部分载荷，本发明提供了一种变刚度点支撑可倾瓦推力轴承的均载能力计算方法。

发明内容

本发明实施例提供了一种变刚度点支撑可倾瓦推力轴承的均载能力计算方法，可克服上述现有技术的不足。

第一方面，本发明实施例提供了一种变刚度点支撑可倾瓦推力轴承的均载能力计算方法，该方法包括：可以假设：在施加载荷的过程中镜板(推力盘)为刚体，只产生向下的位移；在滑动推力轴承中有n块瓦支承，在碟簧组中第一碟簧和第二碟簧的刚度不同，即k_i1＜k_i2；每个支承碟簧组的刚度分别为k_i(i＝1～ n)；则k_i＝k_i1k_i2/(k_i1+k_i2)。碟簧托架与轴肩的距离为Δh。

(1)当推力轴承的载荷时：每组碟簧的受力(即单个轴瓦的受力)分别为：

p_i＝k_if_i+a_i(1-1)

其中：p_i为第i组碟簧的载荷；k_i为第i组碟簧的组合刚度；f_i为第i组碟簧的总变形量；a_i为常数，由静力实验测得；

由实验发现：碟簧的载荷p与变形f在低载荷时则为非线性关系，但在工作段有较好的线性关系。若按工作段建立p与f的关系式，则式(1-1)中出现ai，fi 为各碟簧组的压缩变形。

把最高的一块瓦定义为第一块瓦，其它各瓦与第一块瓦的高度差分别为s_i (其中s₁＝0，若有与第一块瓦等高的瓦，其s也记为零)。s_i可根据轴瓦实际安装的初始位置测得。

在载荷作用下当第一块瓦产生位移f₁时，其它各瓦的位移分别为；

f_i＝f₁-s_i(1-2)

由上面的条件可知，当已知第一块瓦产生位移f₁时，由式(1-2)可求出其它各瓦的位移f_i，再根据式(1-1)求出各瓦的受力。下面讨论f₁的求法。设总的推力负荷为W，则

即

当各个瓦面高度相同时，即s_i＝0，则当碟簧无非线性段时，即 a_i＝0，则∑a_i＝0；当碟簧刚度均相同时，即k_i＝常数，则2∑k_i＝nk；

当上述三个条件同时满足时，位移即简化为为：

f₁＝f_i＝2W/nk(1-4)

(2)当推力轴承的载荷 S＝{s_i}_max<0.1mm,(i＝1～n)时，每组碟簧的受力的增量(即单个轴瓦的受力的增量) 分别为：

Δp_i＝k_i2Δf_i+a_i2(2-1)

其中：Δp_i为第i组碟簧的载荷增量；k_i2为第i组中第二碟簧的刚度；Δf_i为第i组碟簧的变形增量；a_i2为常数，由静力实验测得；

在载荷作用下当第一块瓦产生位移增量Δf₁时，其它各瓦的位移增量Δf_i分别为；