船舶艉管后轴承压装计算

发布时间：2021-02-09 15:22

　　以厚壁圆筒理论为基础,分析艉管轴承压装过程中的应力和应变,推导总过盈量和接触压力的计算公式,并对比国内船标和各国外厂家计算公式的差异。以某项目为例,进行对比计算,并给出相关建议。 

【文章来源】：船舶设计通讯. 2020,(01)

【文章页数】：5 页

【图文】：

厚壁圆筒模型的几何关系

图1 厚壁圆筒模型的几何关系尾管后轴承的压入计算可以简化为组合厚壁圆筒，一般是先给定尾管轴承和尾管结构之间的过盈量，然后考虑轴承的压入力是否在合理的范围内。如图2所示，内厚壁圆筒的内外直径分别为r1和r2材料的泊松比为v1，弹性模量为E1，外厚壁圆筒的内外径为r2和r3，材料的泊松比为v2，弹性模量为E2，内外厚壁圆筒之间的压力相等p1=p2都为p。图3表示的是只有内压和只有外压厚壁圆筒中径向应力和周向应力与半径r的变化关系。外厚壁圆筒仅受均匀内压p1=p，即p2=0；内厚壁圆筒仅仅受均匀外压p2=p，即p1=0。因此，可以得到内外厚壁圆筒接触面的总过盈量与接触面压力的关系，如式（3）和式（4）所示，式中δ=2u，为直径过盈量。当材料特性确定后，轴承外表面和尾管内表面的接触压力只与两者之间的过盈量成正比，其比例系数与圆筒的直径大小有关。

尾管后轴承的压入计算可以简化为组合厚壁圆筒，一般是先给定尾管轴承和尾管结构之间的过盈量，然后考虑轴承的压入力是否在合理的范围内。如图2所示，内厚壁圆筒的内外直径分别为r1和r2材料的泊松比为v1，弹性模量为E1，外厚壁圆筒的内外径为r2和r3，材料的泊松比为v2，弹性模量为E2，内外厚壁圆筒之间的压力相等p1=p2都为p。图3表示的是只有内压和只有外压厚壁圆筒中径向应力和周向应力与半径r的变化关系。外厚壁圆筒仅受均匀内压p1=p，即p2=0；内厚壁圆筒仅仅受均匀外压p2=p，即p1=0。因此，可以得到内外厚壁圆筒接触面的总过盈量与接触面压力的关系，如式（3）和式（4）所示，式中δ=2u，为直径过盈量。当材料特性确定后，轴承外表面和尾管内表面的接触压力只与两者之间的过盈量成正比，其比例系数与圆筒的直径大小有关。对于油润滑形式的白合金尾管轴承而言，白合金通过离心法铸造在铸铁本体上，但白合金的强度远低于铸铁的强度，且白合金和铸铁粘接处比较薄弱。一般要求白合金轴瓦和金属轴承衬套的粘合性不小于白合金轴瓦材料屈服强度的4/5，国产白合金的抗拉强度通常为20～30 MPa。因此，轴承内表面的周向应力必须小于白合金与铸铁粘接强度，再考虑一定的安全裕量，在10 MPa以下为宜。由此可以反推出轴承压入时最大的表面接触压力和最大过盈量。计算出内外厚壁圆筒之间的过盈压力，乘以接触面积和摩擦系数，就可以得到轴承的轴向推入力。


本文编号：3025840