计入曲轴受载变形的粗糙表面曲轴轴承弹性流体动力润滑分析

发布时间：2020-06-27 03:53

【摘要】： 工作中轴颈在轴承中处于倾斜状态是普遍存在的现象。当轴颈倾斜严重时，轴承最小油膜厚度明显减小，最大油膜压力显著增加，为此非常有必要对计及表面形貌、润滑油粘压效应和轴承表面变形的倾斜轴颈轴承的流体动力润滑性能进行分析。本文首先针对一般的径向滑动轴承，进行了计及表面形貌的弹性流体动力润滑分析。结果表明，偏心率较大时，润滑油粘压效应对倾斜轴颈轴承润滑性能有较大影响，特别是当倾斜角较大时，影响更为显著。不考虑轴承表面变形情况时，当偏心率较大且轴颈倾斜角也较大时，表面粗糙度对倾斜轴颈轴承润滑性能产生显著影响；表面形貌方向参数在最小油膜厚度与表面综合粗糙度的比值较小时对倾斜轴颈轴承润滑性能影响显著。计入轴承表面变形影响后，轴承表面粗糙度以及表面形貌方向参数对倾斜轴颈轴承润滑性能影响很小。轴颈不倾斜时，轴承表面变形对轴承润滑性能的影响很小；轴颈倾斜时，轴承表面变形的影响比较显著，偏心率越大，轴承表面变形对倾斜轴颈轴承润滑性能的影响越大。在研究比较了使用ANSYS有限元软件时节点施加三种不同的单位载荷引起轴承表面变形情况的基础上，提出了符合实际的四单元共节点加载方法，从而建立了比较精确的计算轴承表面变形的柔度矩阵。在计及表面形貌的倾斜轴颈轴承弹性流体动力润滑分析基础上，对N485柴油机曲轴轴承进行了计入曲轴受载变形和表面形貌的弹性流体动力润滑分析。结果表明：表面形貌对曲轴轴承轴心轨迹影响较大，表面弹性变形对连杆轴承轴心轨迹影响可以忽略不计。计入表面形貌以后，曲轴轴承最大油膜压力增大显著，轴颈摩擦系数以及最小油膜厚度略有减小，端泄流量几乎没有变化；计入表面弹性变形后，轴承最大油膜压力都有不同程度的减小；表面弹性变形对端泄流量、轴颈摩擦系数以及最小油膜厚度的影响甚小，可以忽略不计。
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TH117.2
【图文】：

示意图,轴承座,有限元模型,轴颈

1.L/222图2一1倾斜轴颈轴承示意图h。=e+eeos(8一笋)(2一Za)式中e—偏心距口—从坐标轴:量起的角坐标W—轴承与轴颈中心的连心线oC与:轴之间的夹角c—半径间隙对于轴颈倾斜的轴承，由于沿轴承轴线在不同y坐标的轴承横截面上，轴心位置一般均不相同，式(2·Za)中的。和班是y坐标的函数;并且由于轴颈倾斜使轴颈截面变为椭圆，经计算分析，轴颈半径伸长量和表面粗糙度处于同一数量级。经推导得到倾斜轴径轴承的油膜厚度表达式:。。=天，一尺1、八+(t。，____。05(0一。八一a___粉+。。05(夕一。、(2一Zb)“0一诬、ZJ‘l勺二’V6I口 ngUU。丫Y’0认口月g//’，‘“‘\“丫/、~~“‘式中RZ一轴承半径

单位压力,节点,表面,情况

压力(IPa)[2，22，23】;(3)在四个单元的共用表面节点分别施加1/4单位压力。三种方法在加载节点引起的变形量大小是一样的，但是却存在一些差异。在节点加载单位力(IN)的最简单，可以采用GUI直接加载。图2一3所示的是其计算结果。图2一3一(a)为轴承表面各节点的变形大小分布情况，图2一3一(b)为周向节点号为36的径向截面上沿轴向的表面变形。可见，临近加载点的节点变形小于次临近点的变形，这显然与常理不符。图2一4显示了在一个单元的某一表面节点施加单位压力时，加载处的变形情况。加载点所在的四个单元变形相对于加载点不对称，故这种方法也不合理。图2一5显示了在四个单元的共用表面节点分别施加1/4单位压力后，加载处的变形情况。图中可以看到加载点所在的四个单元变形对称，比较符合实际情况。图2一4在一个单元?

【相似文献】