机械工程学报

作者：代松杰, 张辉, 陈佳伟, 缑翰驰, 郭世理, 董光能

单位：1. 西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室 西安 710049;2. 西安交通大学设计科学与基础部件研究所 西安 710049

关键词：扇形推力轴承,边界滑移,遗传算法,优化设计,摩擦学特性；

基金：国家自然科学基金(52002343)和四川省科技计划(2023YFQ0091)资助项目。

基于二元滑移模型，以低摩擦因数为优化目标，采用遗传算法对扇形推力轴承的边界滑移区域进行优化，讨论对比了具有无滑移、全滑移、半滑移和优化滑移表面的扇形推力轴承摩擦性能并揭示了作用机理，分析了轴承的宽度、收敛率和滑移长度对改善摩擦性能的影响规律，并对四种不同的滑移表面开展了摩擦学实验。结果表明：通过对扇形推力轴承边界滑移区域优化，得到了非对称阶梯型边界滑移区域优化方案，且该优化区域在轴承入口处沿润滑油流动方向逐渐变窄；这种优化滑移表面的承载力较无滑移、全滑移和半滑移表面分别提高了96.1%、279.5% 和8.7%，摩擦因数分别降低了58.0%、59.8% 和13.2%，其作用机理在于优化滑移表面增加了入口处润滑油的流量，增强了流体动压效应；对于较小宽度、较小收敛率和较大滑移长度的扇形推力轴承，这种非对称阶梯型边界滑移表面可显著提高轴承的摩擦性能；通过销-盘摩擦学实验验证了优化滑移表面较其他三种滑移表面具有较小的摩擦因数，这对于扇形推力轴承的设计和工程应用具有参考价值。

来源：2024年第21期

《机械工程学报》期刊编辑部

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