[发明专利]一种具有轴向压差的径向滑动轴承的快速计算与设计方法

摘要

本发明公开了一种具有轴向压差的径向滑动轴承的快速计算与设计方法，该方法包含轴承静特性参数和轴承动特性参数的计算，已知条件包括轴承轴径参数、偏心参数几润滑参数。本发明在具有轴向压差的工况下，考虑了径向滑动轴承的轴向压力分布对轴承静、动特性计算及参数设计的影响，先后计算了轴承的油膜压力、油膜厚度、静特性参数以及动特性参数。其中静特性参数包括油膜力、轴颈摩擦力、润滑油流量、功率损耗和有效温升；动特性参数包括轴承的刚度系数和阻尼系数。本发明有利于解决现有滑动轴承特性参数的计算速度慢、效率低等问题，为该类径向滑动轴承的设计提供了一种完整的规范与方法。

主权项

1.一种具有轴向压差的径向滑动轴承的快速计算与设计方法，其特征在于，包括以下步骤：1)根据已知的径向滑动轴承的轴径参数、偏心参数和润滑参数，初步选定轴承具体类型；再选定包括轴承直径、宽度、间隙、预负荷以及收敛比在内的各项设计参数；2)取径向滑动轴承的径向中心截面，其周向坐标为x，轴向坐标为z，依据径向中心截面的轴向压力分布图，设定A点表示轴承上端面，坐标为B点表示轴承下端面，坐标为C点表示轴承中心截面，坐标为(0，p_c)；其中轴承宽度L、A点压力值p_a和B点压力值p_b均已知，C点压力值p_c未知，根据A、B、C三点坐标即可求出三点所在的二次曲线表达式，即为径向中心截面上任意一点(x，z)处的压力值p与轴向坐标z的关系；3)根据给定偏心参数计算轴承的油膜厚度h及其随时间的变化关系；4)采用有限差分法或有限元法求解一维Reynolds方程，计算轴承的油膜压力p分布，润滑油粘度通过温粘方程计算；5)根据求得的油膜压力p，计算得出轴承其他静特性参数，包括油膜力，轴颈摩擦力，润滑油流速及流量，轴承功率损耗，轴承温升，以及轴承有效温度；6)根据上一步计算得到的滑动轴承各项静特性参数值，判定所选定的轴承参数是否符合工况条件要求，如果不满足要求：重选轴承类型及轴承直径、宽度、间隙、预负荷、收敛比后，依次执行步骤2)至6)；直至满足要求：进行下一步；7)利用小扰动法，计算得出滑动轴承动特性参数，包括刚度系数：x方向直接刚度k_xx，y方向直接刚度k_yy，交叉刚度k_xy、k_yx；以及轴承阻尼系数：x方向直接阻尼c_xx，y方向直接阻尼c_yy，以及交叉阻尼c_xy、c_yx；8)根据上一步计算得到的滑动轴承各项动特性参数值，判定所选定的轴承参数是否符合工况条件要求，如果不满足要求：重选轴承类型及轴承直径、宽度、间隙、预负荷和收敛比后，依次执行步骤2)至8)，如果设计指标达到工况需求，则获得径向滑动轴承最佳设计参数。