喷油润滑工况下可倾瓦推力轴承推力瓦热变形研究
2021-05-21李永海孙向志武鼎超
哈尔滨理工大学学报 2021年2期
关键词:变形
李永海,沈 健,孙向志,马 珅,武鼎超
(1.哈尔滨理工大学 机械动力工程学院,哈尔滨 150080; 2.中国船舶重工集团公司第703研究所,哈尔滨 150078 )
0 引 言
可倾瓦推力轴承在船舶推进轴系中具有广泛的应用,其需要完成将船舶推进器产生的轴向力传递给船体的工作,作为机组的“心脏”部件,其工作性能的优劣,直接影响它的效率及可靠性[1]。随着船舶总体性能的提高,推进轴系的推力负载随之增大,推力轴承的结构尺寸也将显著增大[2]。
可倾瓦推力轴承稳定运行过程中,镜板会带动润滑油运动,当润滑油流经由镜板和推力瓦面形成的楔形间隙时会产生动压效应,对轴系起到轴向支承作用[3]。由于镜板的高速运动会使油膜产生大量的摩擦热,这些热量会导致推力瓦产生热变形[4]。实验表明,推力瓦的热变形会达到与油膜厚度同一个数量级,严重时会导致油膜难以维持,产生油膜破裂现象使得推力瓦与镜板直接接触并产生烧瓦事件[5-8]。
可倾瓦推力轴承的润滑方式分为浸油润滑和喷油润滑。浸油润滑工况下,推力轴承的推力瓦始终浸没在油池内,靠镜板将油池内润滑油带入楔形间隙从而形成有效润滑油膜;喷油润滑工况下,喷油嘴将润滑油直接喷射在镜板上,再由镜板带入楔形间隙。目前对推力瓦的研究大多基于浸油润滑工况,对喷油润滑工况下的推力瓦研究较少,本文将分析喷油润滑工况下推力瓦的热变形情况。为此,作者先用Fortran语言编写的润滑计算程序对油膜温度场进行数值求解,再利用ANSYS进行推力瓦三维建模并对推力瓦热变形进行数值仿真求解。……
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