階梯滑動(dòng)軸承靜特性分析及其油膜流態(tài)的實(shí)驗(yàn)探究.pdf

1、具有深、淺腔結(jié)構(gòu)的階梯軸承，能夠顯著地提高軸承工作時(shí)的承載能力，降低其摩擦系數(shù)，因此得到廣泛應(yīng)用。計(jì)算階梯軸承特性參數(shù)時(shí)通常認(rèn)為油膜處于一種固定的流態(tài)，或者層流或者紊流。階梯軸承的深、淺腔深度差別很大，軸承高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)出現(xiàn)層流、紊流共存的現(xiàn)象，并存在過渡區(qū)。本文建立了階梯軸承混合流態(tài)下的數(shù)學(xué)模型，利用五點(diǎn)差分法求得其壓力分布與靜態(tài)特性參數(shù)，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)搭建了階梯軸承油膜流態(tài)可視化試驗(yàn)臺(tái)，觀測(cè)并分析不同轉(zhuǎn)速、不同間隙下油膜流態(tài)的變化規(guī)律

2、。論文主要內(nèi)容包括以下兩個(gè)方面:
　　(1)基于壁面定律推導(dǎo)了紊流狀態(tài)下的雷諾方程，確定紊流因子;通過計(jì)算油膜中不同位置的雷諾數(shù)確定其流態(tài)，在此基礎(chǔ)上建立層流和紊流流態(tài)下油膜的控制方程和邊界條件。利用五點(diǎn)差分法離散方程，迭代得到混合流態(tài)下階梯軸承不同工況下的壓力分布和靜特性參數(shù)。計(jì)算結(jié)果表明相同的工作條件下，紊流情況下油膜的摩擦力、摩擦力矩、摩擦功耗均比按照層流理論計(jì)算出的結(jié)果增大，而端泄流量則有所減少。
　　(2)在理論計(jì)

3、算的基礎(chǔ)上，利用相似原理搭建了階梯軸承油膜流態(tài)可視化試驗(yàn)臺(tái)，觀測(cè)并分析階梯軸承油膜流態(tài)隨主軸轉(zhuǎn)速、半徑間隙和潤滑油粘度的變化情況。在多種實(shí)驗(yàn)工況條件下，觀察并拍攝到軸承油膜內(nèi)層流和紊流的共存現(xiàn)象，以及油膜厚度突變處的流態(tài)混合現(xiàn)象。同一轉(zhuǎn)速和間隙下，深腔內(nèi)由于油膜厚度較大易出現(xiàn)紊流現(xiàn)象，淺腔和封油邊油膜厚度小油膜呈現(xiàn)層流。軸承淺腔內(nèi)由于壓力流的影響會(huì)出現(xiàn)流線沿軸向的發(fā)散現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)觀察的油膜流態(tài)和其雷諾數(shù)是一致的。
　　本文在理論和實(shí)