為了研究人字形螺旋槽止推軸承的結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)其靜動(dòng)態(tài)性能的影響,針對(duì)軸承的特殊結(jié)構(gòu),通過(guò)坐標(biāo)變換在扇形坐標(biāo)系下,建立了軸承的性能計(jì)算模型。在正交坐標(biāo)系下運(yùn)用有限差分法對(duì)雷諾方程進(jìn)行了離散和求解,得到了軸承的膜厚壓力分布;研究了槽數(shù)、槽深和螺旋角等結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)軸承靜動(dòng)態(tài)性能的影響,綜合考慮油膜承載力和剛度等因素,確定了軸承各結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)應(yīng)的最優(yōu)取值;通過(guò)分析人字槽軸承內(nèi)部流體的流動(dòng)狀態(tài),得到了槽深間隙比對(duì)基于層流和紊流兩種計(jì)算模型下所得結(jié)果的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明:人字槽頂端為主要承載區(qū),該區(qū)域內(nèi)存在壓力峰值;在加工允許范圍內(nèi),可以增加槽數(shù),在軸承間隙為0.01mm,槽深間隙比約為3、槽臺(tái)寬比為0.7～1、螺旋角為60°時(shí),軸承可以獲得較好的潤(rùn)滑性能;當(dāng)槽深間隙比大于3時(shí),軸承內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)明顯渦流,導(dǎo)致油膜承載力減小、溫升升高,此時(shí)基本的雷諾方程不再適用。研究成果可為國(guó)產(chǎn)高性能CT設(shè)備中液態(tài)金屬軸承技術(shù)提供一定的理論指導(dǎo)。

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【部分圖文】：

圖1人字形螺旋槽止推軸承結(jié)構(gòu)示意圖

人字形螺旋槽動(dòng)壓止推軸承的結(jié)構(gòu)見圖1，結(jié)構(gòu)參數(shù)主要包括軸承內(nèi)徑r1、中線半徑rm、外徑r2。除此之外，軸承幾何參數(shù)又包括軸承間隙h1、槽深間隙比B、螺旋角β、槽臺(tái)寬比δ和槽數(shù)N等。(1）槽深間隙比B。如圖1a所示，由于本文沒(méi)有考慮表面粗糙度對(duì)軸承性能的影響，所以槽深間隙比B是軸承....

圖2螺旋槽區(qū)域坐標(biāo)變換

進(jìn)行壓力求解時(shí)，為了提高計(jì)算精度，需要對(duì)計(jì)算區(qū)域進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。在r-θ坐標(biāo)系下，將軸承內(nèi)側(cè)螺旋槽變換為ξ-η坐標(biāo)系下的扇形區(qū)域，將軸承外側(cè)螺旋槽變換為ξ′-η′坐標(biāo)系下的扇形區(qū)域，如圖2所示。對(duì)于內(nèi)側(cè)螺旋槽區(qū)域，選取以下的坐標(biāo)變換

圖3扇形坐標(biāo)系下網(wǎng)格劃分

人字形螺旋槽止推軸承具有周期性分布規(guī)律。為了提高計(jì)算效率，計(jì)算時(shí)選用一個(gè)周期內(nèi)的人字槽作為研究對(duì)象，即包含一個(gè)完整的人字槽和臺(tái)。以周向分布12個(gè)人字槽為例，如圖3所示。1.3.1膜厚連續(xù)處

圖4臺(tái)階處計(jì)算區(qū)域

如圖4所示，需要對(duì)區(qū)域1、區(qū)域2、區(qū)域3和區(qū)域4的臺(tái)階邊界處進(jìn)行單獨(dú)處理。(1）軸承內(nèi)側(cè)沿周向存在階梯（區(qū)域1）。在網(wǎng)格邊界節(jié)點(diǎn)（i,j）處取微小控制單元（Δ珋ξ，Δη），根據(jù)連續(xù)性方程，得到

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