滾動軸承跨音速繞流噴油潤滑油液穿透機理研究.pdf

1、隨著科技的進步，高速機床和航空航天發(fā)動機技術(shù)在不斷的發(fā)展，滾動軸承作為這些機械的關(guān)鍵零部件正在面臨著高速、高溫、重載等運轉(zhuǎn)條件的挑戰(zhàn)。這使其使用的性能要求日益苛刻，如何有效的潤滑成為滿足這些要求的重中之重。噴油潤滑因具有系統(tǒng)簡單、易控制、潤滑冷卻效果好等優(yōu)點被大量應(yīng)用在高速滾動軸承中。隨著高速滾動軸承轉(zhuǎn)速的提高，軸承內(nèi)外圈將形成高速氣流。跨音速軸承環(huán)間會出現(xiàn)高速繞流現(xiàn)象，使?jié)櫥h(huán)境變得非常復(fù)雜。為了能更有效的對跨音速軸承進行潤滑，需要對

2、跨音速軸承噴油潤滑的穿透機理進行研究。
　　本課題基于計算流體力學(xué)研究滾動軸承環(huán)間氣相流場的特性，應(yīng)用計算流體力學(xué)軟件來模擬滾動軸承跨音速繞流噴油潤滑的運動過程，探究滾動軸承跨音速繞流噴油潤滑油液的穿透機理。首先，進行氣相流的計算與分析，應(yīng)用計算流體力學(xué)軟件模擬在不同轉(zhuǎn)速下軸承內(nèi)部的空氣流場，分析氣流的速度特性和壓力特性，探究阻礙油液進入的因素，為后面研究的氣液兩相流提供初始邊界。其次，根據(jù)氣相流場提供的初始邊界，應(yīng)用計算流體力學(xué)

3、軟件模擬在不同噴嘴角度和不同噴嘴直徑下軸承內(nèi)部的氣液兩相流場，探究噴嘴角度和噴嘴直徑對噴油潤滑的影響。最后，通過試驗對仿真計算進行驗證。
　　研究結(jié)果表明：氣相流場方面，將噴嘴放在小端面更合適；在噴嘴向下噴油時將噴嘴放在無量綱徑向0.25處較合適；在向上噴油時將噴嘴設(shè)置在徑向無量綱0.8處較合適；兩相流方面，經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)將整體模型簡化為單個模型進行計算分析是可行的；在噴嘴向下噴射，噴嘴角度為30°時，油液體積分?jǐn)?shù)最大，噴嘴直徑在1