水润滑推力轴承推力瓦应力场分析.pdf

2012年6月
润滑与密封
June 2012
第37卷第6期
LUBRICATION ENGINEERING
Vol. 37 No 6
DO:10.3969/ J. Issn.0254-0150.2012.06.013
水润滑推力轴承推力瓦应力场分析
司占博王松郭杨阳
(武汉理工大学能源与动力工程学院湖北武汉430063)
摘要:水润滑推力轴承工作时,推力瓦和推力环端面间的高速相对运动会产生大量摩擦热,导致端面温升和热变
形,使推力瓦产生局部高温和高应力,影响水对推力轴承的润滑效果、传递轴向推力效果、轴承寿命和安全性。基于
ANSYS软件平台,建立水润滑推力轴承斜面平台固定推力瓦危险截面有限元分析模型,分析推力瓦危险界面的变形和8
应力场。结果表明:推力瓦的最大变形和最大 Von Misses,应カ均出现在离推力瓦进水方向2/3瓦长处
关键词:水润滑推力轴承;推力瓦;应力场;推力环
中图分类号:TH133.2文献标识码:A文章编号:0254-0150(2012)6-057-3
Analysis on Thrust Watts Stress Field of
Water Lubrication Thrust Bearing
Si Zhanbo Wang Song Guo Yangyang
( School of Energy and Power Engineering, Wuhan University of Technology, Wuhan Hubei 430063, China)
Abstract: During operation of water lubrication thrust bearing, because of sliding friction and vast amount of friction
heat produced by the high-speed relative motion existed between interface of thrust tile and ring, heat deformation and tem-
perature rising were caused and easily made thrust tile appearing local high temperature and high stress, so the thrust bear
ing water lubrication effect, axial thrust transfer efficiency, service life and safety were affected. Based on ANSYS software
platform, the finite element analysis model for fixed thrust tile dangerous section of water lubrication thrust bearing cant
latform was established, and the dangerous interface, thrust deformation and stress field were analyzed. The results show
that: the maximum deformation of the thrust tile and maximum Von Misses stress are all appeared from two-thirds of the tile
length in thrust tile feed water direction
Keywords: water lubrication thrust bearing; thrust tile stress field; thrust ring
船用水润滑推力轴承是一种用水作为润滑介质并的发生及延长其使用寿命具有重要的理论意义和实际
传递轴向推力的装置,广泛应用于各种民用船舶及军应用价值。
用舰艇。水润滑推力轴承的性能直接影响船舶的运
水润滑推力轴承简介
行,欲使其具有良好性能,需要在推力瓦和推力环端
实际应用中的典型水润滑推力轴承如图1所示。
面间形成较好的动压润滑。但由于推力轴承两端面间图中,ア表示推力,n为轴转速,L为轴承瓦宽,B
存在高速的相对运动而产生滑动摩擦力及大量的摩擦为轴承瓦长度,U表示推力环速度。
热,会使接触面之间产生变形及温度上升,从而导致
两端面接触区域变化,使推力瓦出现局部或整体的高
支座推力环推力瓦
温及应力的相对集中,影响轴承的水润滑效果,进而
对整个推力轴承的推力传递效率、使用寿命及安全性
造成不良的影响。因此,对水润滑推力轴承推力瓦的
结构参数、负载、应力场及变形的研究,对于提高船
用水润滑推力轴承装置的高效性、可靠性,减少故障
推力瓦
图1水润滑推力轴承
基金项目:武汉理工大学国家创新实验计划项目
Fig 1 Water lubrication thrust bearing
(101049716)
收稿日期:2011-12-12
水润滑推力轴承主要包括推力瓦、推力环和支座
联系人:司占博,E-mail:feidian(@126.com
等。瓦块部分固定不动,推力环随轴转动,推力环以