[发明专利]一种计算液体球轴承最大油膜承载能力的方法

权利要求书

1.一种计算液体球轴承最大油膜承载能力的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，根据液体球轴承几何模型以及液体润滑原理建立油膜压力计算模型：

式中：H表示无量纲油膜厚度；表示无量纲油膜压力；w表示转速；η表示液体粘滞系数；P_a表示大气压强；h₀表示油膜间隙；R表示轴承半径；

步骤2，建立液体润滑油膜压力计算模型在球坐标系的差分表达式：

步骤3，根据轴承参数以及边界条件，计算轴承的油膜厚度；

步骤4，设定初始压力值，通过所述液体润滑油膜压力计算模型，计算油膜压力；

步骤5，将步骤4中的所述油膜压力沿直角坐标系下x，y以及z三个方向分解得到P_x，P_y以及P_z，

步骤6，采用辛普森积分法对油膜圆周方向和径向方向压力积分，分别得到圆周x方向的承载能力、沿圆周y方向的承载能力以及沿径向z方向的承载能力，

式中：R表示油膜半径，表示轴承径向初始角度，表示球轴承径向积分包角；

步骤7，对式(4)无量纲化，得到

式中：W_x，W_y以及W_z分别表示沿x，y和z三个方向的无量纲承载力；

步骤8，采用辛普森对式(5)进行积分，得到轴承的承载能力为：

F_x＝p_a·R²W_x (6)

计算其他两个方向的承载能力，其中径向承载能力表达式分别为：

将上式无量纲化得：

式中：W表示无量纲径向承载力；

步骤9，对轴承多个设计参数进行变换，得到对轴承轴向承载能力和径向承载能力的影响的多个实验数据；

步骤10，对上述实验数据进行研判，得到油膜最大承载能力时各影响因素的具体参数。

2.根据权利要求1所述的计算液体球轴承最大油膜承载能力的方法其特征在于：

其中，步骤3中，所述边界条件包括：

大气边界条件：

通过节流孔注入一定压力的液体，静压边界条件：

式中:n为节流孔个数，选择数量为偶数个,

压力连续条件：

利用松弛法对各节点压力进行修正，松弛法表达式为：

式中：ω为松弛因子，一般取值0～2；k为迭代系数。表示k+1次油膜压力值，表示k次油膜压力值，表示k+1次无量纲油膜压力值。

3.根据权利要求1所述的计算液体球轴承最大油膜承载能力的方法，其特征在于：

其中，步骤3中，根据轴承参数以及边界条件，计算轴承油膜压力分布。

4.根据权利要求1所述的计算液体球轴承最大油膜承载能力的方法，其特征在于：

其中，步骤9中多个设计参数包括油膜间隙，轴承转速，偏心率，供油压力以及供油孔数目。