李永海 李晓光 赖锋 赵倩妮

摘 要：依据润滑理论，求得推力轴承瓦面油膜温度场，简化处理后视其为镜板表面温度。采用有限元数值分析方法，对可倾瓦推力轴承推力盘由温度引起的变形进行模拟仿真，并重点介绍了推力盘温度场的加载方法和加载过程。分析结果表明：温差引起推力盘产生热变形，镜板处变形最大，该变形沿径向呈向下凸起。

关键词：润滑理论；温度场；推力盘；数值模拟；热变形

DOI：10.15938/j.jhust.2018.02.021

中图分类号： TH133.3

文献标志码： A

文章编号： 1007-2683（2018）02-0120-04

Abstract：The temperature field of oil film on the surface of the thrust bearing is obtained according to the lubrication theory， and regarded as the temperature of the surface of mirror plate. The deformation caused by temperature of thrust plate is simulated by using finite-element numerical analysis method， and focuses on the loading method and the loading process of temperature field of thrust plate. The analysis results show that the thermal deformation caused by temperature difference between thrust plate and the mirror plate deformation is large， and the deformation presents as downward convex along the radial direction.

Keywords：lubrication theory； temperature field； thrust plate； numerical analysis； thermal deformation

0 引 言

推力盘由镜板和推力头两部分组成，结构如图1所示[1]，镜板和轴瓦构成推力轴承摩擦副。可倾瓦推力轴承稳定运行时，靠推力瓦与镜板之间形成的楔形油膜所产生的支撑作用，來平衡和承受机组的全部轴向载荷。由于推力瓦和镜板之间的相对高速运动使油膜产生大量的摩擦热，从而导致摩擦面温度升高且产生热变形[2-5]。推力盘产生温度和应力的变化，不仅会引起推力轴承的摩擦学失效现象的产生，而且会对推力轴承的润滑性能、传力性能、寿命长短及安全性都有不小的影响[6-9]。

推力轴承的油膜厚度很薄，只有几十微米左右，而推力盘的热变形直接影响油膜厚度的大小和分布，进而影响轴承承载性能。为此，本文先用solidworks对推力轴承推力盘进行三维建模，运用ANSYS软件分析推力盘温度场，然后对热变形进行数值求解。

1 稳态温度场分析模型

1.1 假设

由于推力轴承实际工况很复杂，影响推力盘温度场的因素很多，会增加模型的复杂程度，求解过程也将更加困难。……