徐彬， 吴智信

（中国船舶重工集团公司第七二五研究所，河南洛阳471023）

0 引言

按国内外的习惯划分，凡外径大于440 mm的轴承统称为特大型轴承［1］。在大型机械尤其是工程机械中，特大型轴承的应用日益广泛。特大型轴承一般为滚动轴承形式，并且要求有良好的密封和润滑。本文设计了某重点工程所使用的特大型轴承，由于浸泡在海水中，承受海水压力，轴承支座固定在直径7.6 m圆柱形壳体上，并随其发生径向变形，轴承径向只能采用柔性支撑，所以此特大型轴承的密封和润滑很难实现。若采用传统滚动轴承形式的回转轴承，滚动体与轨道的高接触应力在海水作用下会发生快速磨损和腐蚀，轴承寿命会大大缩短。本文设计的特大型镶嵌式自润滑轴承，采用低摩擦因数的自润滑材料镶嵌在轴承内外圈之间，避免了金属与金属直接接触摩擦发生磨损以及电化学腐蚀。

本文运用ANSYS Workbench和Matlab软件的优化设计功能，通过分析轴承结构特征，建立近似轴承模型，对轴承结构进行优化设计。

1 轴承结构优化设计

1.1 模型近似

模型近似是指用近似和易于求解的问题描述形式来代替原问题的描述形式，主要是从减少设计变量和约束函数数目的角度出发，以便缩小问题规模，降低计算存储的要求，提高优化算法的效率［2］。

镶嵌式自润滑轴承结构形式如图1所示，轴承支座固定在R3.8 m的壳体上，并且其变形与壳体同步。为了防止轴承支座往复变形与轴承内圈产生磨损以及接触所发生的电位腐蚀，就在两者之间填充橡胶材料，且增大摩擦因数，从而起到防腐、减震以及防转动的作用。……