2005年第产品设计与应用有限元数值模拟在静压轴承设计中的应用朱希玲\张玉华2，赵胜祥\陈忠基3，吴晓元3（1上海工程技术大学基础学院，上海2003362延锋伟世通汽车饰件系统有限公司，上海201805 3.鞍山科技大学机械工程学院，辽宁鞍山114002）布及油膜的承载能力，得出了该载荷下保持液体摩擦状态所需的油腔供油压力，并根据计算结果设计了静压轴承的供油系统，经实用和跟踪测试证明，该系统工作良好。

　　1数值分析模型11雷诺方程如所示，润滑介质在轴承间隙空间中的流动服从雷诺方程*‘os中）；UjR严广RbUbR，叫；下标j表示轴颈；下标b表示轴承，h为油膜厚度；p为油膜压力；为旋转角速度；n为油液的动力粘度；R为半径。

　　球磨机静压轴承轴瓦结构见考虑到球磨机轴瓦所受载荷方向垂直向下，且波动范围较小，选用开式半轴瓦轴承。轴承转速Ub 0轴颈滴油润滑的滑动轴承轴与轴瓦摩擦副有时处于干摩擦状态，摩擦磨损较大，其能耗占球磨机总能耗的10% ~15%；液体静压轴承，其工作状态为液体摩擦状态，能大大降低启动力矩和旋转阻力矩，使球磨机总能耗降低8%~12%，同时大大延长了轴瓦的使用寿命。要实现流体润滑状态，必须保证合适的油腔压力，使球磨机正常工作时油膜厚度不小于摩擦副间粗糙度之和，本文根据球磨机实际工况采用有限元法对静压轴承压力场、速度场及承载能力等进行了数值计算dQ= V、Vy为各单元上沿轴承周向、轴向上的速度。

　　对该球磨机实施了静压轴承改造，该球磨机原采用滴油润滑的滑动轴承现改用液体静压轴承。为此设计、研制了供油系统和轴瓦，系统的流量、压力参数的选择根据以上计算结果确定。测试系统采用PPC 04型手持式液压参数测试仪，可获得工作压力、峰值压力、压差、温度等数据。该测试仪表有一个光学数据输出接口，作为数据传输装置，可以接打印机，也可以使用带串联接口的PC机。现场用笔记本电脑记录了两轴瓦中4个油腔的压力值，球磨机正常工作时所测得四油腔的压力值均不超过2 55MPa进料端1和出料端1油腔压力如k所示。经3个月的现场跟踪，系统工作稳定，油膜厚度均匀，启动力矩小，经用户考核，节电率为813%.静压轴承系统的整体性能超过合同规定的指标。

　　出料端1油腔压力随时间变化曲线结论应用有限元方法能非常直观地得到油膜内速度和压力的三维分布图，并可大大缩短项目的研发周期，节省试验费用，具有很高的工程实用价值。

　　应用有限元法成功地计算了非常薄的油膜内的流体流动问题，并应用到了实际工程中，通过对现场实测和长时间的观察，理论结果和实际测试结果吻合很好。