[发明专利]一种液体球轴承的稳态承载能力的计算方法

摘要

根据本发明的液体球轴承的稳态承载能力的计算方法，包括以下步骤：1，建立油膜压力计算模型；2，建立液体润滑油膜压力计算模型在球坐标系的差分表达式；3，计算轴承的油膜厚度；4，设定初始压力值，计算油膜压力；5，将油膜压力沿直角坐标系下三个方向分解；6，对油膜圆周方向和径向方向压力积分，分别得到圆周x、y、z方向的承载能力；7，对承载能力公式无量纲化，得到无量纲承载力；8，对无量纲承载力公式进行积分，得到轴承的承载能力。由于本发明的液体球轴承的稳态承载能力的计算方法是基于三维轴系，因此，得到的液体球轴承的稳态承载力结果能够更好的反映出真实情况，能更好的为液体球轴承的结构设计提供理论指导。

主权项

1.一种液体球轴承的稳态承载能力的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，建立液体动静压球轴承的润滑方程，表达式为：式中：H表示无量纲油膜厚度；表示无量纲油膜压力；w表示转速；η表示液体粘滞系数；P_a表示大气压强；h₀表示油膜间隙；R表示轴承半径；步骤2，建立液体润滑油膜压力计算模型在球坐标系的差分表达式：大气边界条件：通过节流孔注入一定压力的液体，静压边界条件：式中:n为节流孔个数，选择数量为偶数个,压力连续条件：利用松弛法对各节点压力进行修正，松弛法表达式为：式中：ω为松弛因子，一般取值0～2；k为迭代系数。表示k+1次油膜压力值，表示k次油膜压力值，表示k+1次无量纲油膜压力值；步骤3，根据轴承参数以及边界条件，计算轴承的油膜厚度；步骤4，设定初始压力值，通过所述液体润滑油膜压力计算模型，计算油膜压力；步骤5，将步骤4中的所述油膜压力沿直角坐标系下x，y以及z三个方向分解得到P_x，P_y以及P_z，步骤6，采用辛普森积分法对油膜圆周方向和径向方向压力积分，分别得到圆周x方向的承载能力、沿圆周y方向的承载能力以及沿径向z方向的承载能力，式中：R表示油膜半径，表示轴承径向初始角度，表示球轴承径向积分包角；步骤7，对式(4)无量纲化，得到式中：W_x，W_y以及W_z分别表示沿x，y和z三个方向的无量纲承载力；步骤8，采用辛普森对式(5)进行积分，得到轴承的承载能力为：F_x＝p_a·R²W_x             (6)计算其他两个方向的承载能力，其中径向承载能力表达式分别为：将上式无量纲化得：式中：W表示无量纲径向承载力。