毛福考　陈俐　陈万宏

摘 要： 本文以赛龙轴承为例，应用COMSOL软件分别对带轴向槽和不带轴向槽两型水润滑轴承的水膜厚度、压力分布、轴承承载力等进行数值计算与对比，分析轴向槽对水润滑轴承负载能力的影响。

关键词： 水润滑轴承；轴向水槽；承载能力

中图分类号：U664.2 文献标识码：A

Abstract： In this paper， elastic plastic bearings are taken as an example to calculate and comparethe water film thickness， pressure distribution and the load capacity of water lubricated journal bearingswith axial groove and without axial groove respectively with the COMSOL software. The effect of axial groove on the load capacity of water lubricated journal bearing is analyzed.

Key words： Water-lubricated journal bearing； Axial Water groove； Load capacity

1 概述

水润滑轴承与油润滑轴承相比，具有结构简单、无污染、维修方便等优点，为此采用水润滑轴承的船舶逐渐增多。为了保证轴承能够充分润滑与散热，往往需对水润滑轴承开轴向水槽，但开槽后轴承承载面积减少，承载能力有所降低。为了探讨这一问题，国内外对轴承开槽与否及水槽数目等作了一些研究，但对水膜厚度、水槽结构尺寸等对承载能力的影响尚未进行深入的探讨。本文基于数值分析方法，应用COMSOL软件对轴向开槽与不开槽水润滑轴承的润滑情况进行理论分析与比较，探讨水槽对轴承性能的影响。

2 水润滑轴承的数学模型及边界条件

2.1 数学模型

根据流体润滑理论，推导出三维Reynolds 方程[2]如下：

2.2 边界条件

本文选用 Reynolds 边界条件加以计算，Reynolds 边界条件认为液膜在轴承间隙内不是连续的，液膜在轴承扩散区的某处随着负压的增大而自然破裂，即破裂位置在经过最小液膜厚度 hmin之后的某一角度 处。

以Reynolds边界条件为前提进行数值计算：

（1）轴承轴向两端y=±L/2，P=0；轴承周向上润滑水膜起始边为：φ=0，p=0；终止边为：p=0， ；

（2）水膜在轴承内不连续，但压强连续分布。压强曲线始点在M0处，即最大水膜厚度处；……