船舶水润滑轴承刚度耦合计算方法初探.pdf

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1、船舶动力装置2017年第4期总第167期DOI：10.19423/j.cnki.31-1561/u.2017.04.069船舶水润滑轴承刚度耦合计算方法初探1,2方斌（1.上海交通大学船舶与海洋建筑工程学院上海200240；2.中国船舶及海洋工程设计研究院上海200011）［摘要］以目前船舶上实际越来越广泛采用的水润滑高分子尾管轴承作为研究的对象，从水润滑理论着手，通过对雷诺方程的分析及求解，求出低粘弹性流体动压润滑刚度系数的计算方法。同时提出更为接近实船的刚度取值，特别对位于船外支承方式，其支

2、承刚度应考虑水膜、轴承及轴承座的刚度耦合。［关键词］水润滑；水膜刚度；轴承刚度；轴承座刚度；刚度耦合［中图分类号］U664.21［文献标志码］A［文章编号］1001-9855（2017）04-0069-05Preliminaryresearchoncouplingcalculationforsti昀nessofmarinewater-lubricatedbearing1,2FANGBin(1.SchoolofNavalArchitecture,OceanandCivilEngineeringSh

3、anghaiJiaotongUniversity,Shanghai200240,China;2.MarineDesign&ResearchInstituteofChina,Shanghai200011,China)Abstract:Thewater-lubricatedpolymersterntubebearing,whichismoreandmorewidelyusedonthecurrentships,hasbeenchosenastheresearchobjectinthispaper.I

4、nthetheoryofthewaterlubrication,thehydrodynamiclubricationstiffnesscoefficientforthelowviscoelasticfluidiscalculatedbyanalyzingandsolvingtheReynoldsequations.Thecouplingofwaterfilmstiffness,bearingstiffnessandbearingblockstiffnessshouldbeconsideredin

5、ordertoapproachthestiffnessoffullscaleship,especiallyforthecaseoftheoutboardsupport.Keywords:waterlubrication;water昀lmsti昀ness;bearingsti昀ness;bearingblocksti昀ness;sti昀nesscoupling引言能满足使用的要求，又无滑油泄漏的缺陷，呈现逐步扩大使用范围的趋势。某些船舶由于要顾及船舶螺旋桨轴的轴承是保证船舶推进系统正到发生冲突损坏

6、时，滑油可能泄漏从而造成轴系常工作的关键部件，常用的有油润滑和水润滑两不能运行的情况，因此一直采用水润滑型的尾轴种类型。油润滑型轴承工作可靠性高、磨损较小，承。随着船舶行业对环保要求越来越高和人类文多为商船采用；但滑油泄漏一直是个难以解决的明发展对安全事故的控制越来越重视，可以预见，问题。水润滑轴承的材料近年发展较快，性能也船舶尾轴承采用水基润滑介质的趋势会逐步扩大，收稿日期：2016-12-26；修回日期：2017-03-07作者简介：方斌（1984-），男，硕士，工程师。研究方向：船舶动力装

7、置。69船舶方斌：船舶水润滑轴承刚度耦合计算方法初探水润滑轴承的研究、设计也越来越受到重视。常建立，防止事故发生。2水的运动黏度在常温下约为1mm/s，为润滑油运动黏度的1/100~1/20。低黏度介质用作润滑剂1轴承润滑的基本理论具有摩擦阻力小、摩擦系数低、耗功小等优点，但由于水膜承载能力较低，因此在摩擦副表面形成有水润滑轴承多采用高分子材料。由于其材料属效的流体动压润滑膜较油润滑介质困难，尤其是在性的原因，与金属合金轴承相比，水润滑轴承弹性［1］低转速状态下；此外，水润滑轴承材料的性能较高、

8、弹性模量较低。同时，考虑到水膜厚度的数量也对其使用寿命有重大影响。按照船舶大型化、绿级，并与此相比较，水润滑轴承本身受压后的弹性变色化的趋势，未来对轴承的承压能力和环保要求也形也应计及。会越来越高。一旦选取的水润滑轴承材料比压裕量目前，水润滑轴承的润滑机理，根据其物理模不足，就可能导致轴承载荷过大、水膜难以建立、型，可使用雷诺方程作为基本方程、耦合膜厚方程轴承烧毁等事故。所以船舶尾轴承采用水润滑技术和载荷方程，并对这三个方程进行数值求解。的关键问题是如何正确计算选用水润滑轴承的轴承研究粘滞不可压