[发明专利]一种应用于往复式压缩机曲轴上的动载轴承设计方法

摘要

本发明公开了一种应用于往复式压缩机曲轴上的动载轴承设计方法，该方法解决了传统动载轴承设计过程中参数难以确定，特性参数计算复杂的问题；本发明提出的设计方法包含了轴承设计过程中的宽径比设计、半径间隙区间计算，同时还包括了轴承的压力分布、最小油膜厚度、油膜压力、润滑油流量、功率损耗、等效温升等计算，更全面地校核了轴承的各项参数指标，使设计目标安全性更高；本发明采用有限元方法求解雷诺方程，相比较与传统的经验公式计算能够计算得到的参数更多，对于动载轴承这种复杂变工况的轴承，简化了设计步骤，节省了设计时间；提出了通过绘制压力随曲轴转角与轴承周向展开角的云图进行轴承进油孔设计。

主权项

1.一种应用于往复式压缩机曲轴上的动载轴承设计方法，其特征在于，包括以下步骤：1)根据轴承工况确定宽径比B/D，参照轴颈直径确定轴承最小半径间隙，确定初始进油孔位置，其中B为轴承宽度，D为轴承直径；2)给定初始时间偏心位置(e_x,e_y)和初始速度根据载荷曲线确定迭代次数NDATA，取初始时刻i＝1；其中，e_x指偏心位置的x坐标，e_y指偏心位置的y坐标，指此时刻偏心位置x方向的速度，指此时刻偏心位置y方向的速度，i代表了不同的时刻；3)根据给定偏心计算油膜厚度及其随时间的变化关系；4)求解二维的雷诺方程，计算轴承的压力分布，润滑油粘度通过温粘方程计算；5)根据现有偏心位置，通过计算下一时刻偏心位置(e_x,e_y)，由压力积分等于外载荷计算下一时刻速度6)重复前述迭代过程，直到计算到最终时刻，即t＝NDATA；7)根据上述计算可得轴心轨迹，判断轴心轨迹的初始位置是否与最终位置重合，否则以计算出的新位置点坐标及速度作为新的迭代初值重新计算；8)根据上述步骤得到的轴心轨迹和压力分布，通过轴心轨迹得到最小油膜厚度曲线；9)计算轴承受力及最大油膜压力，最大油膜压力通过前述步骤求出的压力分布求最大值得到，做最大压力分布曲线；10)通过压力积分可得到润滑油流量曲线；11)计算功率损耗曲线；12)计算温升曲线；13)参数安全性校核，确定温升、承载力、功率损耗、润滑油流量是否满足设备运行要求，如果不满足要求：先确定更改进油压力和更改润滑油类型能够改善润滑特性；其次考虑更改润滑油进油孔位置；如果还无法改善，则重新修改初始宽径比及半径间隙，返回第一步重新计算；14)重新确定进油孔参数，通过计算得到的最大油膜压力及压力分布，作压力与转角关系图，取优化后的轴承进油孔位置；15)通过迭代至设计指标达到工况需求，则获得轴承最佳设计参数。