[发明专利]一种考虑动压效应的斜面式双矩形油垫承载力计算方法

权利要求书

1.一种考虑动压效应的斜面式双矩形油垫承载力计算方法，其特征在于针对不同尺寸的双矩形斜面油垫，通过对斜面式双矩形腔静压推力轴承单个油垫的润滑机理进行分析，推导其启动及稳定运行时静压承载力方程和轴承高速运行时的动压承载力方程，进而得出静压轴承总承载力计算公式；

一种考虑动压效应的斜面式双矩形油垫承载力计算方法按以下步骤实现：

步骤A、确定斜面式双矩形腔静压推力轴承承载力计算方法：

通过对油垫的润滑机理进行分析，带有动压效应的斜面式双矩形油垫承载力的计算应考虑工作台启动及稳定运行时油腔静压承载能力和工作台高速旋转时楔形油膜引起的动压承载能力两部分，公式如下：

W＝W_j+W_d (1)

式中：W为斜面式双矩形腔静压推力轴承总承载力；W_j为斜面式双矩形腔静压推力轴承静压承载力；W_d为斜面式双矩形腔静压推力轴承动压承载力；

步骤B、分别推导单个斜面式双矩形腔静压推力轴承静、动压承载力如下：

单个斜面式双矩形腔静压推力轴承静压承载力方程如下：

其中

A_e＝(L-l₁)(B-b₂-2b₁)

式中：λ为双矩形油垫结构参数；A_e为双矩形油垫有效承载面积；μ为动力粘度；h为最小油膜厚度；Q为单个油垫双矩形腔总流量，即为泵的输入流量；L为楔形油膜长度,B为楔形油膜宽度、l₁为左右两侧封油边宽度、b₁为径向两侧封油边宽度、b₂为油腔间距离；

单个斜面式双矩形腔静压推力轴承动压承载力方程如下：

W_d＝μω[A₁(C₁+C₂)+A₂C₃] (3)

其中

a₂＝Lb₁

式中：C₁、C₂、C₃为斜面式双矩形腔静压轴承油垫结构参数；A₁为单个油垫每个矩形油腔周向左右单侧封油边面积；A₂为单个油垫每个矩形油腔径向上下单侧封油边面积；μ为液压油动力粘度；h为楔形油膜最小厚度；ω为转台旋转角速度；θ为油膜楔形角度；r₁＝r₃为油垫外侧油腔周向左右两侧封油边中心到静压回转中心的距离，r₂＝r₄为油垫内侧油腔周向左右两侧封油边中心到静压回转中心的距离，r₅r₆r₇r₈其数值分别为油垫内外两油腔径向上下两侧封油边中心到静压回转中心的距离；

步骤C、推导斜面式双矩形腔静压推力轴承总承载力计算公式如下：

其中静压承载系数K₁＝λA_e；动压承载系数K₂＝A₁(C₁+C₂)+A₂C₃。

2.根据权利要求1所述的一种考虑动压效应的斜面式双矩形油垫承载力计算方法，其特征在于所述静压轴承为定量泵供油，所述静压推力轴承包含12个油垫在圆周上阵列排布，即每个油垫油膜流动情况也呈周期性。