复合材料水润滑艉轴承结构设计研究
Research on the Structure Design of Composite Water-lubricated Stern Bearing
- 机械传动 2021年45卷第1期 页码：90-98
- 作者机构：
1.中国船舶及海洋工程设计研究院， 上海 200011
2.山东理工大学 机械工程学院， 山东 济南 250000
3.上海交通大学 机械与动力工程学院， 上海 200240
- 作者简介：
王艳真（1991— ），女，河北邢台人，博士，工程师，主要研究方向为摩擦与润滑。
- 基金信息：船用低速机工程研制项目(CDGC01-KT1103)
DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2021.01.015
中图分类号：
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王艳真,钟涛,张秀丽等.复合材料水润滑艉轴承结构设计研究[J].机械传动,2021,45(01):90-98.
Wang Yanzhen,Zhong Tao,Zhang Xiuli,et al.Research on the Structure Design of Composite Water-lubricated Stern Bearing[J].Journal of Mechanical Transmission,2021,45(01):90-98.
王艳真,钟涛,张秀丽等.复合材料水润滑艉轴承结构设计研究[J].机械传动,2021,45(01):90-98. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2021.01.015.
Wang Yanzhen,Zhong Tao,Zhang Xiuli,et al.Research on the Structure Design of Composite Water-lubricated Stern Bearing[J].Journal of Mechanical Transmission,2021,45(01):90-98. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2021.01.015.
摘要
基于ANSYS CFX流固耦合数值计算方法，对水润滑复合材料艉轴承的润滑性能及结构设计开展研究，阐述了不同水槽结构、间隙比、长径比、直径等对轴承承载力以及水膜压力、轴承变形量、最小水膜厚度、轴承摩擦因数的影响规律。并利用水润滑轴承试验台研究了不同水槽结构对轴承启动摩擦转矩、转变速度以及摩擦因数的影响。研究表明，轴承摩擦因数、水膜最大压强、轴承最大变形随水槽数增多而增大；轴承承载力、最小水膜厚度随间隙比增大而减小，随长径比增大而增大。总结了直径为100~500 mm、长径比为2~3、间隙比为0.1%~0.2%的水润滑艉轴承承载力的变化规律，为水润滑艉轴承设计提供一定的理论依据。
Abstract
Based on the ANSYS CFX fluid-structure interaction numerical calculation method， the lubrication performance and structure design of water-lubricated composite stern bearing are studied， the effects laws of different grooves， clearance ratios， length diameter ratio， and diameters on load carrying capacity， water film pressure， bearing deformation， minimum water film thickness and bearing friction coefficient are expounded. In addition， by using a water-lubricated bearing test rig， the effects of different water grooves on the starting friction torque， transition speed， and friction coefficient of the bearing are studied. The results show that the friction coefficient， maximum water film pressure， and maximum bearing deformation increase with the number of water grooves. The load carrying capacity and minimum water film thickness decrease with the increase of clearance ratio while increase with the increase of length diameter ratio. Finally， the variation of load carrying capacity with a diameter of 100~500 mm， length diameter ratio of 2~3， and clearance ratio of 0.1%~0.2% is summarized. A certain theoretical basis for the design of water-lubricated stern bearings is provided.
关键词
水润滑复合材料滑动轴承结构设计流固耦合
Keywords
Water-lubricationComposite materialJournal bearingStructure designFluid-structure interaction
references
衣雪娟，王优强.水润滑轴承研究进展［J］.机床与液压，2004（4）：13-14.
YI Xuejuan，WANG Youqiang.Research progress of water lubricated bearings［J］.Machine tools and Hydraulics，2004（4）：13-14.
BRUYERE V，FILLOT N，MORALES-ESPEJEL E G，et al.Computational fluid dynamics and full elasticity model for sliding line thermal elastohydrodynamic contacts［J］.Tribology International，2011，46（1）：3-13.
戴明城.水润滑尾轴承流固耦合仿真及结构优化研究［D］.武汉：武汉理工大学，2010：35-45.
DAI Mingcheng.Research on fluid-struccture interaction simulation and structure optimization of water-lubricated stern tube bearings［D］.Wuhan：Wuhan University of Technology，2010：35-45.
SHENOY S B，PAI R，RAO D，et al.Elasto-hydrodynamic lubrication analysis of full 360 journal bearing using CFD and FSI techniques［J］.World Journal of Modelling and Simulation，2009，5（4）：315-320.
石云霞，杨毅，王亚洲.动压径向滑动轴承流固耦合仿真分析［J］.化工设备与管道，2014，51（6）：43-46.
SHI Yunxia，YANG Yi，WANG Yazhou.Simulation analysis of fluid-solid coupling for hydrodynamic sliding bearing［J］.Process Equipment & Piping，2014，51（6）：43-46.
秦红玲，周新聪，王浩，等.舰船水润滑橡胶尾轴承的结构设计［J］.润滑与密封，2012，37（6）：96-98.
QIN Hongling ，ZHOU Xincong，WANG Hao，et al.Structure design for ship stern tube water-lubricated rubber bearing［J］.Lubrication Engineering，2012，37（6）：96-98.
杨和庭，唐育民.船舶水润滑尾管橡胶轴承的设计［J］.武汉造船，2000（2）：19-22.
YANG Heting ，TANG Yumin.Design of the marine water-lubricated stern rubber bearings［J］.Wuhan Zaochuan，2000（2）：19-22.
吴仁荣.水润滑滑动轴承的设计计算［J］.机电设备，1997（6）：30-32.
WU Renrong.Design and calculation of water lubricated plain bearings［J］.Electrical Equipment，1997（6）：30-32.
叶晓琰，张军辉，丁亚娜，等.海水淡化泵水润滑轴承间隙的优化设计［J］.排灌机械工程学报，2010，28（2）：117-121.
YE Xiaoyan，ZAHNG Junhui，DING Ya'na，et al.Optimization design for water buricated bearing clearance of seawater-desalination pump［J］.Journal of Drainage and Irrigation Machinery Engineering，2010，28（2）：117-121.
段芳莉.橡胶轴承的水润滑机理研究［D］.重庆：重庆大学，2002：68-75.
DUAN Fangli.Study on water lubrication mechanism of rubber bearings［D］.Chongqing ：Chongqing University，2002：68-75.
律辉.海水润滑船舶艉轴承沟槽结构的有限元分析［D］.青岛：青岛理工大学，2014：42-48.
LÜ Hui.Finite element analysis of groove structures of ship stern bearings under sea water lubrication［D］.Qingdao：Qingdao Technological University，2014：42-48.
董宁，王优强，刘前，等.水润滑飞龙轴承热弹流润滑性能分析［J］.机械传动，2015，39（3）：36-39.
DONG Ning，WANG Youqiang，LIU Qian，et al.Analysis of the thermal elastohydrodynamic lubrication performance of water-lubricated tenmat bearing［J］.Journal of Mechanical Transmission，2015，39（3）：36-39.
李正.计入弹性变形的复合材料水润滑轴承润滑特性的研究［D］.上海：上海交通大学，2015：31-51.
LI Zheng.Lubrication performance study of composite water-lubricated bearings with elastic deformation taking into considertation［D］.Shanghai：Shanghai Jiao Tong University，2015：31-51.
卢磊.水润滑橡胶合金轴承接触及润滑特性分析［D］.重庆：重庆大学，2010：28-35.
LU Lei.Contact and lubrication performance of water lubricated rubber alloy bearings［D］.Chongqing：Chongqing University，2010：28-35.
廖静.基于流固耦合的水润滑橡胶轴承润滑特性研究［D］.重庆：重庆大学，2014：34-54.
LIAO Jing.The lubrication performance research of water-lubricated bearing based on fluid-structure interaction［D］.Chongqing：Chongqing University，2014：34-54.
WANG Y Z，YIN Z.Tribological properties of ultrahigh-molecular-weight polyethylene （UHMWPE） composites reinforced with different contents of glass and carbon fibers［J］.Industrial Lubrication and Tribology，2019，71（1）：22-30.
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