[发明专利]一种油垫可倾式双矩形腔静压推力轴承的油膜厚度计算方法

摘要

本发明公布了一种油垫可倾式双矩形腔静压推力轴承的油膜厚度计算方法，可有效解决油垫可倾式双矩形腔静压推力轴承的油膜厚度计算问题，本发明采用分步叠加计算的方法对油垫可倾式双矩形腔静压推力轴承的轴向倾斜、径向倾斜、弹性变形进行分别计算，然后叠加三种数值得出每一点的油膜厚度值，特征在于本发明采用分步叠加计算的方式进行油膜厚度的计算，通过理论计算得出油垫可倾式双矩形腔静压推力轴承的油膜厚度范围，在使用较少数量的位移传感器情况下，得到准确的静压支承压力油膜的厚度数值，能够减少所需布置的传感器数量和避免个别位置传感器难以安装的难题，有效节省硬件和时间成本。

主权项

1.一种油垫可倾式双矩形腔静压推力轴承的油膜厚度计算方法，其特征在于本发明采用分步叠加计算的方式进行油膜厚度的计算，包括以下步骤：(1)由于油垫可倾式双矩形腔静压推力轴承的油垫发生轴向和径向小角度倾斜以及一定程度弹性变形，所以油膜厚度包括中心支承处油膜厚度、绕中心支承处径向倾斜油膜厚度、绕中心支承处周向倾斜角度油膜厚度和弹性变形。(2)油垫绕其油垫的中心做小角度倾斜，但中心支承处油膜厚度不受径向和轴向倾斜的影响，也不受弹性变形的影响，不倾斜时双矩形腔静压推力轴承油腔流量可以用平行平板流量公式计算。由平行平板流量公式，推导得出流量与油膜厚度关系公式。式中：Q为进油口总流量；P₁为油腔压力；h₀为油膜厚度；l为单个油腔长边长度；l₁为单个油腔长边封油边宽度；B为单个油腔短边长度；b₁为单个油腔短边封油边宽度；μ为液压油动力粘度。(3)根据数学理论和弹性力学理论可得到中心支承处油膜厚度：h_z＝h₀绕中心支撑处径向倾斜油膜厚度：绕中心支撑处周向倾斜油膜厚度：弹性变形公式：油膜厚度为：h＝h_z+h_r+h_θ+h_δ整理得：其中：式中：h_δ为油垫中心距转轴的长度；δ_max为油垫最大变形挠度值；R₂为油垫最大变形点的半径；h为油垫可倾式双矩形腔静压推力轴承的油膜厚度；h₀为油垫支撑处油膜厚度；θ为极坐标元素；γ为极坐标元素；M_r为油垫径向倾斜角度；M_θ为油垫周向倾斜角度；其中轴向倾角和径向倾角均可根据油垫上安装的特定点的油膜厚度传感器测定数据的差值得到。