階梯滑動軸承靜特性分析及其油膜流態(tài)的實驗探究.pdf_第1頁
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文檔簡介

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的承載能力,降低其摩擦系數(shù),因此得到廣泛應用。計算階梯軸承特性參數(shù)時通常認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,軸承高速運轉(zhuǎn)時會出現(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)學模型,利用五點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)計搭建了階梯軸承油膜流態(tài)可視化試驗臺,觀測并分析不同轉(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)容包括以下兩個方面:
  (1)基于壁面定律推導了紊流狀態(tài)下的雷諾方程,確定紊流因子;通過計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算出的結(jié)果增大,而端泄流量則有所減少。
  (2)在理論計

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)可視化試驗臺,觀測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。在多種實驗工況條件下,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出現(xiàn)流線沿軸向的發(fā)散現(xiàn)象。實驗觀察的油膜流態(tài)和其雷諾數(shù)是一致的。
  本文在理論和實

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