考虑弹性变形的推力轴承抗冲击特性分析

摘要

针对滚动轴承试验机的陪试轴承——推力滑动轴承承受瞬时冲击载荷这一问题,建立了推力轴承-转子系统的动力学模型和简化的轴承座结构变形模型,运用有限元法求解雷诺方程,欧拉积分法求解转轴的轴向动力学方程,ANSYS仿真获得轴承座的结构变形量,通过联合求解,得到了冲击过程中推力轴承油膜合力、最小油膜厚度和流量随时间的变化情况,对比了考虑和不考虑轴承座结构变形时推力轴承的冲击响应.结果发现:轴承座弹性变形对油膜合力和最小油膜厚度的影响不可忽略.不考虑结构变形时,油膜合力和最小油膜厚度的响应速度快得多,响应时间大约快了22％.弹性变形延缓了响应过程,起到了缓冲作用,并且缩短了达到稳态时所需的时间.考虑和不考虑弹性变形时,油膜合力的最大值和最小油膜厚度的最小值基本相同.分析表明,合适的轴承座结构刚度可以提高推力轴承的抗冲击能力.结构刚度不能小于某个临界值,太小可能造成某一瓦块的最小油膜厚度非常小,难以承受大的瞬时冲击载荷;同时也不能太大,不仅结构复杂,而且起不到缓冲的效果,可能会造成某些连接件过早失效.