高速离心泵径向滑动轴承承载能力分析

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高速离心泵是一种特殊的离心泵,该类型泵采用开式叶轮,与普通离心泵相比,具有机构紧凑、零件通用性强、工作可靠、轴向力小、寿命长、扬程曲线平坦等特点,现在已被广泛用于航天航空、石油化工、化肥、制药等行业。该泵高速轴由流体动压润滑滑动轴承支承,滑动轴承具有工作平稳、可靠、噪音较低、减少摩擦磨损等优点,另外,润滑油膜同时还具有一定的吸振能力,这对提高高速轴运转的稳定性和运转精度都是十分有益的。本文围绕高速离心泵径向滑动轴承,对其静特性和动特性进行理论研究,目的是为高速转子支承选用和优化提供依据,并为轴承合理确定配合间隙。论文主要研究工作如下提出了采用径向基配点法对Reynolds方程进行求解,该方法这是一种真正的无网格法,采用标准复合两次函数进行插值,编制了Matlab程序,并将所得结果与经典结论进行对比,结果十分吻合,验证了该方法和编程思想的正确性。研究了利用径向基配点法对Reynolds方程求解,得到了径向滑动轴承的无量纲油膜压力、承载力、偏位角、端泄量和摩擦力,并分析了偏心率和宽径比对各项静特性的影响,然后用此方法计算了高速离心泵径向滑动轴承的各项静特性,并对其承载力进行了校核,发现满足要求。此算法同时可以用于新的滑动轴承的设计。研究了径向基配点法对扰动压力方程进行求解,求出了无量纲扰动压力和滑动轴承的无量纲动特性系数,并分析了径向滑动轴承结构参数的变化对刚度系数和阻尼系数的影响,计算了高速离心泵径向滑动轴承的扰动压力和在不同偏心率下的动特性系数。最后分析了油膜失稳机理,计算了高速离心泵高速转子不同偏心率下的失稳转速。
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