高压辊磨机液体静压滑动轴承性能分析

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高压辊磨机是一种粉磨物料的设备,其低速重载的工况条件对轴承性能提出很高的要求。现阶段几乎所有的高压辊磨机辊子支承都采用滚动轴承,但是滚动轴承存在的抗冲击性能差、外形尺寸较大、摩擦磨损大、寿命短等缺点严重制约着高压辊磨机向着重载、高效、高强度以及高效率的方向发展。而液体静压轴承具有承载能力大、使用寿命长、工作速度范围宽、摩擦系数小、抗冲击能力强、抗污染能力强等优点,常被用作大型低速重载机械的核心支承部件,因此本课题旨在设计一种可以应用于高压辊磨机的液体静压滑动轴承。论文在确定了高压辊磨机液体静压滑动轴承的结构以后,以流体动力润滑理论为基础建立了高压辊磨机液体静压轴承的理论求解模型,然后采用有限差分法和超松弛迭代法求解无量纲Reynolds方程,得出高压辊磨机液体静压滑动轴承的油膜性能。为使所设计的轴承性能尽可能最优,分析了轴承相关参数对轴承性能的影响,对轴承的结构参数进行了简单的优化比较,得出了考虑油腔结构参数和轴承间隙对径向轴承油膜刚度、温升、油腔压力等性能的影响,以及油腔数目,润滑油流量等参数对推力轴承性能的影响,为高压辊磨机轴承的设计提供参考。为进一步提高所设计的轴承的可靠性,分析了低速重载工况下弹性变形对轴承性能的影响,采用ANSYS有限元软件计算轴瓦和轴颈的弹性变形,并将弹性变形结果与油膜厚度进行耦合,耦合分析表明:弹性变形对轴承性能的影响较明显,油膜厚度和油膜压力的分布规律也发生了变化,考虑弹性变形后的最小膜厚值大于未考虑变形时的值。在分别设计好径向轴承和推力轴承的结构以后,选定性能较优越的双向止推轴承位于前向心轴承的前端的方式作为其支承方式,以平衡轴向载荷和径向载荷。液体静压轴承的供油系统在很大程度上决定轴承的寿命,因此论文最后对高压辊磨机液体静压滑动轴承的供油系统进行了总体设计,对供油系统中各元器件进行定性的分析,并且给出选择各元器件的原则以及布置方式等。
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