[發(fā)明專利]一種極端工況下油墊可傾式液體靜壓推力軸承摩擦失效預(yù)測(cè)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111084421.3
• 申請(qǐng)日: 2021-11-08
• 公開（公告）號(hào): CN113742978A
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于曉東;孫帆;韓飛;黃殿彬;詹士偉;王發(fā)坤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/23
• 分類號(hào): G06F30/23;G06F119/02;G06F119/08;G06F119/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公布了一種極端工況下油墊可傾式液體靜壓推力軸承摩擦失效的預(yù)測(cè)方法。此方法為，讓帶有傾斜角度的靜壓推力軸承轉(zhuǎn)動(dòng)并平穩(wěn)運(yùn)行一段時(shí)間達(dá)到熱平衡后，使用數(shù)據(jù)采集裝置收集壓力傳感器、溫度傳感器和位移傳感器所讀取的相應(yīng)的油腔壓力、油膜溫度和油膜厚度等數(shù)據(jù)，使用ANSYS軟件對(duì)其進(jìn)行前處理并設(shè)定其邊界條件，進(jìn)行靜壓推力軸承失效分析。便可得到極端工況下油腔壓力場(chǎng)、油膜溫度場(chǎng)和油膜厚度的分布情況，即可確定靜壓推力軸承溫度最高，壓力最大和油膜厚度最薄的位置，該位置即為極端工況下摩擦副極易出現(xiàn)干摩擦、全局油膜破裂和發(fā)生摩擦失效的位置，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)極端工況下油墊可傾式液體靜壓推力軸承摩擦失效的預(yù)測(cè)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明公布了一種在極端工況下油墊可傾式液體靜壓推力軸承摩擦失效預(yù)測(cè)方法，屬于軸承失效預(yù)測(cè)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

我國對(duì)大型機(jī)械設(shè)備的性能要求越來越高。作為大型機(jī)械設(shè)備核心的新型液體靜壓推力軸承的優(yōu)化刻不容緩，在高轉(zhuǎn)速大負(fù)載的情況下，極容易出現(xiàn)油膜局部厚度變薄，溫度過高和壓力變大的情況，導(dǎo)致局部摩擦和干摩擦的現(xiàn)象。因此為了解決使靜壓推力軸承的轉(zhuǎn)速更快，承載更大，對(duì)摩擦失效的預(yù)測(cè)是很有必要的。

發(fā)明內(nèi)容

一種在極端工況下油墊可傾式液體靜壓推力軸承摩擦失效預(yù)測(cè)方法，本發(fā)明可以通過以下步驟實(shí)現(xiàn)：

步驟A、液體靜壓旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)極端工況的設(shè)置

本文使用Q1-224型靜動(dòng)壓混合支承實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，額定載荷為0-12t。設(shè)置旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)處于 12t-182.3/min的極端工況；

步驟B、油墊傾角的設(shè)置

調(diào)節(jié)油墊底部的精密螺旋使其傾斜，固定好油墊傾角；

步驟C、旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)轉(zhuǎn)速的調(diào)整

利用靜壓裝置將工作臺(tái)和負(fù)載頂起，啟動(dòng)電機(jī)，使用電氣控制柜使旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)達(dá)到極端工況下的轉(zhuǎn)速；

步驟D、數(shù)據(jù)采集

在工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)并平穩(wěn)運(yùn)行一段時(shí)間后，數(shù)據(jù)采集裝置收集壓力傳感器、溫度傳感器和位移傳感器所讀取的相應(yīng)的油腔壓力、油膜溫度和油膜厚度等數(shù)據(jù)；

步驟E、油膜幾何模型的建立及網(wǎng)格劃分

將所收集到的數(shù)據(jù)導(dǎo)入ANSYS軟件中，建立間隙油膜的幾何模型并對(duì)其進(jìn)行網(wǎng)格劃分，得到符合計(jì)算精度的網(wǎng)格；

步驟F、邊界條件的設(shè)定

對(duì)進(jìn)油口IN、出油口OUT、交界面、壁面WALL和ROTATE進(jìn)行設(shè)定及邊界條件設(shè)置；

步驟G、數(shù)據(jù)的輸出及分析

數(shù)據(jù)經(jīng)過ANSYS處理之后，便可得到極端工況下油腔壓力場(chǎng)、油膜溫度場(chǎng)和油膜厚度的分布情況。

步驟H、實(shí)現(xiàn)摩擦失效預(yù)測(cè)

通過ANSYS數(shù)據(jù)分析即可確定極端工況下液體靜壓推力軸承的溫度最高，壓力最大和油膜厚度最薄的位置，該位置即為極端工況下摩擦副極易出現(xiàn)干摩擦、全局油膜破裂和發(fā)生摩擦失效的位置，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)極端工況下油墊可傾式液體靜壓推力軸承摩擦失效的預(yù)測(cè)。

發(fā)明效果

通過此方法，可以對(duì)極端工況下液體靜壓推力軸承的摩擦失效進(jìn)行預(yù)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)的局部摩擦和干摩擦，防止出現(xiàn)油膜破裂，軸承出現(xiàn)干摩擦導(dǎo)致軸承受損的現(xiàn)象。為以后工業(yè)上液體靜壓推力軸承的使用和檢修提供了方法依據(jù)。

附圖說明

圖1為流程圖。

圖2靜壓推力軸承油腔。

圖3靜壓推力軸承油膜。

圖4靜壓推力軸承油膜網(wǎng)格劃分圖。

圖5靜壓推力軸承油膜間隙形貌圖。