弹性变形对可倾瓦轴承性能的影响.pdf

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1、第2期NO.22016年6月DONGFANGTURBINEJun.2016DOI:10.13808/j.cnki.issn1674-9987.2016.02.002弹性变形对可倾瓦轴承性能的影响曹寒，杨培平，郭勇（东方汽轮机有限公司，四川德阳，618000）摘要：文章采用FORTRAN语言和有限元商用软件ANSYS混合编程的方法分析了支撑体和瓦块的双重弹性变形对可倾瓦轴承性能的影响。计算结果表明：在考虑支撑体和瓦块同时变形的情况下，进油量、摩擦系数和最小油膜厚度增加。关键词：弹性变形，可倾瓦轴承，性能影响中图分类号：TK262文献标

2、识码：A文章编号：1674-9987（2016）02-0008-03InfluenceofFlexibleDeformationforPerformanceofTilting-padBearingCaoHan，YangPeiping，GuoYong（DongfangTurbineCo.,Ltd.,DeyangSichuan,618000）Abstract:Thethesisanalyzedtheinfluenceimposedonthetilting-padbearing’sperformanceofflexibledeformat

3、ionofpadsupportandpadbyadoptingFORTRANlanguageandfiniteelementcommercialsoftwareANSYSmixedprogrammingmethod.Theresearchresultshowedthattheoilinletvolume,frictioncoefficientandminimumoilfilmthicknesswereincreasedwhenthedeformationofpadsupportandpadwereconsideredatthesam

4、etime.Keywords:flexibledeformation,tilting-padbearing,influenceofperformance强。在目前对可倾瓦轴承的研究中，瓦块表面的1概述油膜压力一般利用有限差分法进行计算。这种方法在求解雷诺方程时，具有编程简单，求解速度可倾瓦轴承具有摩擦功耗小，制造、安装及快等优点，但对于瓦块的网格划分要求很高，必性能受轴颈几何形状影响小，并可随载荷变化自须是结构网格，这样一般考虑变形时为了计算方动调整其状态等优点，具有优良的稳定性，因而便只考虑瓦块的变形，而将支点结构视为刚体。被广泛

5、应用于回转机械中。但其也有缺点，其中本文中利用FORTRAN语言所编写的有限差分法进之一就是由于支撑体和瓦块的弹性，促使在油膜行雷诺方程和能量方程的求解，而利用ANSYS和基座之间多了1个弹性体，减小了可倾瓦轴承APDL进行变形求解，这样就可以将支点结构和瓦的刚度和阻尼，降低了临界转速并且使振动加块一起进行变形求解。相比于传统的手动编程求作者简介：曹寒（1985-），女，工学硕士，工程师，2009年毕业于西安交通大学机械设计与制造专业，现主要从事汽轮机设计工作。·8·第2期NO.22016年6月DONGFANGTURBINEJun.

6、2016解方法，这种求解方式充分利用了2种方法的优力值的各阶差商近似取代雷诺方程中的导数，将方势，节约了编程开发时间，并提高了计算精度，程化为一组代数方程，由此解出各节点上的压力并且可以拓展在工程中流体、热和弹性力学耦合值。根据这组压力值，再利用相应的数值积分，即的范围。本文以球支撑的可倾瓦轴承为例，结构可求得阻力、流量、摩擦系数等性能参数。见图1，将瓦块和支点的弹性变形进行综合考虑，通过计算，得出了球形支点与瓦块的弹性变形对3计算方案轴承性能的影响。由于商用有限元软件ANSYS易于建模，且对于静力变形问题处理准确性的要求，因此采用

7、了ANSYS二次开发与自己开发编制的FORTRAN程序进行混合编程来进行数值模拟计算，具体过程见图2。图1球支点结构2基本润滑方程2.1油膜厚度方程无量纲油膜厚度方程见式（1）。H=H0+π(φI,λ)（1）图2计算流程图式中：H0为不考虑瓦块和支点弹性变形时的油膜厚度；π(φI,λ)为油膜压力引起的瓦块内表面通过ANSYS二次开发，将瓦面压力作为输入径向位移（其中包括支点的位移）。量施加到瓦块上，具体分布见图3。2.2雷诺方程假设润滑油为不可压缩牛顿流体、稳态层流流动且无滑移,其彻体力和惯性力忽略不计，沿膜厚方向恒压恒温,则油膜压

8、力分布可由无量纲雷诺图3分布压力施加到瓦块上方程表示为式（2）：ˉ2ˉ∂æ3∂PöDö∂æ3∂Pö∂HçH÷+æçH÷=12π（2）∂θè∂θøèLø∂ξè∂ξø∂θ通过计算可以得到轴瓦的变形量π(φI,λ)，将式中：变形量施加到油膜