论文部分内容阅读
本论文以研究卧式水电机组导轴承润滑特性和开发卧式水电机组重载导轴承结构为目标。通过建立导轴承油膜的三维数学模型,利用有限差分法联立求解了膜厚方程、雷诺方程、密度方程、粘度方程、能量方程和固体热传导方程等方程,获得了圆柱形导轴承在稳态条件下的热流润滑特性,开发了圆柱形导轴承热流润滑性能分析软件,并对软件的可靠性进行了验证。依托开发的圆柱形导轴承热流润滑性能分析软件,分析了导轴承间隙比、轴瓦长宽比等结构特征参数对润滑特性的影响,结果表明,随着间隙比的减小,轴承动压承载区域增大、油膜温升减小、轴颈稳态偏位角增大;在保持平均名义面压不变的前提下,随着长宽比的增大,轴承的最大油膜压力下降、轴颈偏心量减小、偏位角增大。利用双简支梁模型计算了卧式水电机组转轴的挠度,将挠度对润滑特性的影响反映至轴承油膜厚度计算中;另外,基于ANSYS软件,将圆柱形导轴承热流润滑性能分析软件所得的结果作为轴瓦热弹变形计算用的负荷条件,计算了轴瓦的热弹变形,然后利用间接耦合的方法实现了圆柱形导轴承的热弹流特性计算。分析了计入轴瓦热弹变形和轴颈挠度后的导轴承热弹流性能,比较了导轴承热流润滑特性与对应的热弹流润滑特性的区别。设计了一种局部多油楔的导轴承结构,研究了该型导轴承与对应的圆柱形导轴承在热流润滑性能上的区别。结果表明,相比于圆柱形导轴承,局部多油楔结构导轴承可以使导轴承的动压承载区域增大、油膜温升减小、轴承承载能力提高。通过对不同局部多油楔结构导轴承热流润滑特性的分析对比,获得了最佳的局部多油楔结构。并推算了在极限承载能力下,该局部多油楔导轴承的最大允许面压。研究了表面织构对导轴承承载能力的影响,结果表明,在一定范围内,织构分布密度和织构深径比增大能够提高导轴承承载能力;不同织构形状对轴承承载能力的影响不同。