考虑紊流效应和温黏关系的滑动轴承故障分析.pdfVIP

学兔兔 第 2期(总第 183期) 机 械 工 程 与 自 动 化 NO．2 2014牟 O4月 MECHANICAL ENGlNEERING AUTOMATI()N Apr． 文章 编 号 ：1672-64l3(2O14)O2—0128—03 考虑紊流效应和 温黏关 系的滑动轴承故障分析 赵 文 刚 ，韩 韬 (青岛经 济技术开发 区 热 电燃 气总公 司，山东 青岛 266555) 摘要 ：为 了研 究气轮发 电机组滑 动轴承发生 的轴瓦破裂 、碰磨故障的原因，从考虑轴承润滑 问题 的紊流效 应 和温黏关 系出发 ，采用有限元法求解 了广义 Reynolds方程、能量 方程和热传 导方程 ，得到 额定 负载下 的油 膜压 力 、 温度 和 厚 度 分 布 ．从 而解 释 了所 研 究 轴 承 的 故 障 现 象 。 即 轴 瓦破 裂 位 置 出现 在 最 小 油 膜 厚 度 位 置 的 下 游 。 关 键 词 ：紊 流 效 应 ； 温 黏 关 系 ； 滑 动 轴 承 ； 故 障分 析 中 图分 类 号 ：TH133．31：TH165 ．3 文 献 标识 码 ：A 0 引 言 为轴承 坐标系 中沿 ．27轴负方 向的油膜 力 ， 为轴 承 坐 轴瓦破 裂 、碰磨 是 重载轴 承经 常发 生 的故 障 ，不仅 标 系 中沿 Y轴 负 方 向 的油 膜 力 ， 为 切 向 油 膜 力 ，厂， 损害 轴承 的几何形 状 ，还影 响油膜 的压 力分 布 ，降低 轴 为径 向油 膜力 ，m为 转 子质 量 ，g为 重 力 加 速 度 ，r为 承 的使用 寿命[1]。气 轮机 用 圆柱瓦 轴承 经常在 重 载和 轴 颈半 径 ，R为轴 承半径 。 波动 载荷 下工作 ，在此情 况下 ，轴承会处 于完 全润 滑与 讯q， 混合 润滑状 态 之 间 ，易发 生 碰 磨故 障L2]。从 以往 的故 障形式 来看 ，轴瓦破 裂 位 置 一般 在 最 小 油膜 厚 度 的上 游 ，即最大油 膜压 力处 。而本 次 的破 裂 位 置却 明显 地 出现 在下游 。为 阐明原 因 ，本文在 前人研 究 的基础上 ， 同时计 及润 滑油 的紊 流效 应 和 温 黏关 系 ，对轴 承 发 生 该 故 障的原 因进行 了深入 研究 与探讨 。 1 润 滑分析 的基本 理论 与公 式 y 1．1 理论计 算模 型 图 2 圆柱 轴 承 数 学 模 型 故 障轴 承如图 1所示 。 通 常将 润滑 油膜 视 为不 可 压缩 流 体 ，忽略油 层 的