[發明專利]一種靜壓轉臺恒線速度運行油膜潤滑性能檢測方法

有效

• 申請號: 202010123009.7
• 申請日: 2020-02-27
• 公開（公告）號: CN111322511B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 張艷芹;羅義;李曉暉
• 申請（專利權）人: 南京工程學院
• 主分類號: F16N29/00
• 分類號: F16N29/00;G01N11/00;G06F30/20;G06F111/10;G06F113/08
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 王磊

1.一種靜壓轉臺恒線速度運行油膜潤滑性能檢測方法，其特征在于：通過對雙矩形腔靜壓推力軸承轉臺恒線速度運行狀態下的潤滑特性進行理論分析，剖析縫隙油膜流動機理，推導出非定常間隙流速方程、瞬時流量方程，包括以下步驟：

步驟A：分析靜壓轉臺恒線速度運行特點，其中具有加速度邊界的縫隙流動的流速場由三部分組成：一是由出入口壓差引起的流動，流速場呈拋物線型分布，稱為“壓力流動”；二是由上平板移動對粘性流體產生剪切作用引起的流動，其速度在平板間呈線性分布，稱為“剪切流動”；三是由上平板的加速度引起的瞬態流動，速度場呈非線性分布，稱為“加速度流動”；

步驟B：根據靜壓轉臺油墊周期分布特點，其中油墊在徑向分布著兩個矩形油腔及兩個入油孔，取單個矩形油腔分析，將矩形油腔分成A區域和B區域，設定靜壓轉臺恒線速度方向以及根據油墊的基本參數設定坐標系；

步驟C：根據靜壓轉臺恒線速度方向和油墊的基本參數計算分析矩形油腔A區和B區潤滑油流速；

步驟D：根據靜壓轉臺恒線速度方向和油墊的基本參數計算分析矩形油腔A區和B區潤滑油流量；

步驟E：將靜壓轉臺恒線速度運行潤滑油流量與穩態流量參考值比較，若低于參考值則及時更換。

2.根據權利要求1所述的一種靜壓轉臺恒線速度運行油膜潤滑性能檢測方法，其特征在于：所述步驟B具體為：設定A區域為矩形油腔的左側封油邊，B區域為矩形油腔的右側封油邊，設定矩形油墊長邊方向為x軸，寬邊方向為y軸，油膜厚度方向為z軸。

3.根據權利要求1所述的一種靜壓轉臺恒線速度運行油膜潤滑性能檢測方法，其特征在于：所述步驟C具體為：

推導靜壓轉臺恒線速度運行時單個矩形腔油墊A區域潤滑油流速方程如下：

其中

推導靜壓轉臺恒線速度運行時單個矩形腔油墊B區域潤滑油流速方程如下：

其中

上式(1)、(2)中的λ_n＝nπ/h，u(x,y,z,t)為時間t時位置(x,y,z)處流體速度，ω₀為初始角速度，α為角加速度，p為流體壓力，h為油膜厚度，ν為流體運動粘度，μ為流體動力粘度。

4.根據權利要求1所述的一種靜壓轉臺恒線速度運行油膜潤滑性能檢測方法，其特征在于：所述步驟D具體為：

推導靜壓轉臺恒線速度運行時單個矩形腔油墊A區域潤滑油流量方程如下：

Q_A(t)＝Q_A,1+Q_A,2 (3)

其中

推導靜壓轉臺恒線速度運行時單個矩形腔油墊B區域潤滑油流量方程如下：

Q_B(t)＝Q_B,1+Q_B,2 (4)

其中

上式(3)、(4)中的Q_A(t)為時間t時A區域流量，Q_B(t)為時間t時B區域流量，Q_A,1為A區域的穩態流量，Q_A,2為A區域的瞬態流量，Q_B,1為B區域的穩態流量，Q_B,2為B區域的瞬態流量，ω₀為初始角速度，α為角加速度，ΔP油腔內外壓力差，h為油膜厚度，μ為流體動力粘度，ν為流體運動粘度，l₁為油墊封油邊寬度，R₁為矩形腔內側中點與旋轉中心距離，R₂為矩形腔外側中點與旋轉中心距離。

5.根據權利要求1所述的一種靜壓轉臺恒線速度運行油膜潤滑性能檢測方法，其特征在于：在于當靜壓轉臺順時針旋轉，左側封油邊A區域的“壓力流動”流速方向與“剪切流動”流速方向相反，而右側封油邊B區域的“壓力流動”流速方向與“剪切流動”流速方向相同。