如何用simpack仿真技术来建立滑动轴承的建模？-凯发网站

1.滑动轴承

轴承是现代机械设备中不可或缺的重要零部件之一，其主要作用是支撑机械旋转体，降低运动过程中的摩擦系数，并确保回转精度。

 

按照摩擦性质，轴承可以分为滑动轴承和滚动轴承两种类型。根据轴瓦和轴颈之间的摩擦状态，滑动轴承又可分为液体摩擦滑动轴承和非液体摩擦滑动轴承。本文将主要讨论液体摩擦滑动轴承。

 

绝大部分滚动轴承都已标准化，因此被广泛应用。然而，在以下情况下，滑动轴承是主要选择：

 

l 工作速度非常快，例如汽轮发电机。

l 要求支承轴的位置特别精确，就像使用精密磨床一样。

l 需要承受极为强烈的冲击和振动负荷，就像轧钢机。

l 重载物品，例如水轮发电机

l 根据装配要求，某些轴承（例如曲轴轴承）必须采用剖分式制作。

l 在特殊条件下工作的轴承，如军舰推进器的轴承

l 在径向尺寸受限的情况下，例如多辊轧钢机。

 

总的来说，滑动轴承主要应用于高速、高精度、重载、并且要求结构上分段等场合。这是因为滑动轴承具有摩擦小、效率高、承载能力大、运作平稳、减振缓冲等特点。但是，滑动轴承的设计、制造、调整以及维护所需的要求非常高，成本也很高。相比之下，滚动轴承更常用于一般机械中。一般所说的滑动轴承，通常特指液体动压轴承（ehd）。

 

 

 

由于ehd所涉及的学科众多，包括运动、结构、接触和润滑等，如果没有相应的专业模块，就很难建立精确的ehd仿真模型。而simpack则拥有专业的ehd模块，可以采用多种方法对ehd进行建模，已经在发动机等产品中广泛应用并得到验证。

 

2.simpack ehd

simpack可以建立不同复杂程度的模型来分析ehd轴承在完整系统中的性能，并实现完整模型的仿真。simpack通过考虑复杂的边界条件、计算方法和详细程度，对共形触点进行仿真，并具备以下计算方法：

 

l l雷诺方程近似解

l l雷诺方程在线解

l l非润滑接触（干接触）在线解

 

 

 

simpack ehd提供了完全参数化的模型，并且可以轻松地在不同的方法之间进行切换；它可以支持圆柱和平面几何之间的接触；除此之外，该软件还提供了简单易用的用户界面和2d/3d可视化的设置和结果。

 

 

 

3. simpack ehd的工作原理

是通过添加通用的几何元素来定义轴承表面，然后根据流体特性计算这些表面之间的相互作用。这些几何元素包括圆柱形润滑区域、平面润滑区域等，其中润滑油孔和凹槽也被包含在内。

 

ehd要求定义润滑特性，定义的动态粘度=(、̇)是 压力，温度，剪切速率̇的函数或者是常数，温度与系统状态有关，压力和剪切速率与系统状态有关。

 

 

 

流体动力学方法有两种，一是近似雷诺方程方法，对径向轴承动力学进行解析方法描述，考虑错位和混合摩擦，高效的仿真方法，不考虑局部变形或特殊几何形状；二是在线雷诺方程方法，能考虑间隙、润滑粘度、平均表面速度等因素，并能考虑气穴现象。simpack ehd能考虑表面粗糙度，用patir和cheng平均流模型考虑流体力学中的体积流修正，用实测数据或greenwood-tripp模型考虑接触压力。

 

 

建模完成后，在simpack后处理中可以查看相应的仿真结果数据，包括接触压力云图、最大压力曲线、磨耗厚度、接触力等。

 

 

 

 

4.simpack ehd应用

（1）齿轮传动系

 

（2）可倾瓦块轴承

 

（3）发动机：主轴承/连杆轴承/销孔轴承

 

（4）活塞缸套轴承

 

（5）轮盘刹车器/离合器