[發明專利]一種滑動軸承軸頸溫度分布的計算方法

有效

• 申請號: 201810588409.8
• 申請日: 2018-06-08
• 公開（公告）號: CN108875186B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 楊建剛;顧家輝
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/17
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 葉倩

本發明公開了一種滑動軸承軸頸溫度分布的計算方法，包括如下步驟：（1）采用復數形式描述滑動軸承軸頸渦動運動方程；（2）將滑動軸承軸頸渦動分解為正渦動和反渦動；（3）構建滑動軸承油膜計算控制體模型；（4）根據能量守恒求解正渦動軌跡上任意點軸頸溫度分布，即為滑動軸承軸頸溫度分布，針對現有技術中無法迅速準確的測出滑動軸承軸頸溫度分布的問題，提供了一種滑動軸承軸頸溫度分布的計算方法，采用渦動軌跡分解為正反渦動的方法，將滑動軸承同步渦動軸頸溫差簡化為正渦動軌跡上任意一點的軸頸溫差，從而簡化了現有的滑動軸承軸頸溫度分布的計算方法，可靠準確，方便快捷。

所屬領域

本發明屬于滑動軸承動壓潤滑理論技術領域，具體涉及一種滑動軸承軸頸溫度分布的計算方法。

背景技術

軸承是當代機械設備中一種重要零部件，它的主要功能是支撐機械旋轉體，降低其運動過程中的摩擦系數，并保證其回轉精度，在高速輕載工況條件下，以滑動軸承使用最為頻繁。

在不平衡力作用下，滑動軸承軸頸同步正向渦動時，軸頸表面某一弧段會始終處于油膜最薄處，該處油膜溫度高、剪力大，相對的另一弧段油膜溫度始終較低。由于軸頸表面周向油膜溫度分布不均，容易產生熱彎曲變形，也極易導致機械故障。隨著汽輪發電機組向大型化方向發展，軸承內流動越來越復雜，這種由于油膜黏性剪力引起的軸頸溫差問題也越來越突出。因此，對滑動軸承軸頸溫度分布進行計算分析具有重要意義。

目前在熱流體動力潤滑分析中，主流方法是通過構建滑動軸承油膜溫度計算控制體模型，根據能量守恒，計算給定軸頸偏心下的穩態油膜溫度分布，在不考慮導熱時間的條件下，油膜溫度分布計算結果可作為相應偏心下的軸頸各點表面溫度，同時在軸頸渦動一周過程中，計算不同時刻對應偏心下的軸頸溫度分布，再將軸頸表面同一點在不同時刻下溫度的平均值作為該點的軸頸溫度。此種方法需要反復計算不同時刻下的油膜溫度分布，過程繁瑣，計算量龐大，頻繁的計算換算中，誤差也逐漸變大，不能準確迅速的獲取軸頸溫度，并不適應現實狀況的要求，因而結合當前滑動軸承動壓潤滑理論技術領域的發展，立足于熱流體動力潤滑分析的實際需求，如何設計一種可靠準確且方便快捷的滑動軸承軸頸溫度分布的計算方法，已成為當前急需解決和克服的一大技術問題。

發明內容

本發明正是針對現有技術中無法迅速準確的測出滑動軸承軸頸溫度分布的問題，提供了一種滑動軸承軸頸溫度分布的計算方法，采用渦動軌跡分解為正反渦動的方法，將滑動軸承同步渦動軸頸溫差簡化為正渦動軌跡上任意一點的軸頸溫差，從而簡化了現有的滑動軸承軸頸溫度分布的計算方法，可靠準確，方便快捷。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種滑動軸承軸頸溫度分布的計算方法，包括如下步驟：

(1)采用復數形式描述滑動軸承軸頸渦動運動方程；

(2)將滑動軸承軸頸渦動分解為正渦動和反渦動；

(3)構建滑動軸承油膜計算控制體模型；

(4)根據能量守恒求解正渦動軌跡上任意點軸頸溫度分布，即為滑動軸承軸頸溫度分布。

作為本發明的一種改進，所述步驟(1)中滑動軸承軸頸渦動運動方程的復數形式表示如下，

軸承轉子軸心的運動微分方程為：

由于上式可簡化為：

求解該方程組得：

式中，α_x、α_y為初始相位，X、Y為振幅。

令復變量z＝x+iy，用復數形式描述軸頸渦動微分方程，則有：