机械工程学报

作者：张国渊, 梁茂檀, 赵洋洋, 赵伟刚, 黎旭康

单位：1. 西安电子科技大学机电工程学院 西安 710071;2. 西安航天动力研究所 西安 710100

关键词：低温,滚动轴承,快速起动,润滑模型,动态响应；

基金：国家自然科学基金（52075407，51575418）和陕西省自然科学基金（2019JM-034）资助项目。

液体火箭发动机高速涡轮泵的起动是在高压、低温等极端工况下的典型瞬态起动，极易导致其支承轴承的失效。本文构建了低温滚动轴承全液膜润滑和起动摩擦力矩的求解模型，获得了在特定工况下不同滚动体位置的液膜压力分布和最小液膜厚度等；计算得到了起动过程不同载荷和转速下特定低温轴承的起动摩擦力矩，并以此提出了确保轴承瞬态安全起动的最小径向预载方法。开展了液氮工况下的两组快速起动低温滚动轴承的试验测试，获得了高速起动下轴承的动态响应特征，其结果定性地验证了最小径向预载定义方法的合理性；动态响应的快速特征提取也表明了轴承在起动阶段的失效可能为局部碰磨，甚至存在不同轴承组件间严重的金属摩擦或者刮擦。研究结果对于提高低温液体火箭发动机高速涡轮泵的安全服役性能具有重要的理论和试验价值。

来源：2022年第1期

《机械工程学报》期刊编辑部

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