高速輕載工況下浮環(huán)軸承油膜壓力場(chǎng)數(shù)值仿真分析.pdf

1、浮環(huán)軸承具有尺寸小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、摩擦功耗低、效率高、發(fā)熱量小以及較高穩(wěn)定性的特點(diǎn),現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用在航空,汽車,造紙?jiān)O(shè)備,艦船和戰(zhàn)車等的柴油機(jī)上,以及辦公和食品行業(yè)中。它的存在解決了軸承高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),普遍存在的失穩(wěn)(如油膜振蕩)問題,而失穩(wěn)勢(shì)必會(huì)影響轉(zhuǎn)子系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性和降低其精度,有的甚至?xí)?dǎo)致機(jī)械系統(tǒng)的損壞。
　　浮環(huán)軸承具有自身的特點(diǎn),但是當(dāng)前國(guó)內(nèi)還沒有形成完整的設(shè)計(jì)規(guī)范,本文以普通圓柱浮環(huán)軸承為研究目標(biāo),展開了浮環(huán)軸承機(jī)理的研究

2、、主要參數(shù)的確定、整體設(shè)計(jì)以及高速輕載工況下的油膜壓力場(chǎng)數(shù)值仿真等方面的研究。
　　首先,介紹了國(guó)內(nèi)外浮環(huán)軸承的研究現(xiàn)狀及應(yīng)用情況,總結(jié)出浮環(huán)軸承的特點(diǎn)、應(yīng)用和研究方向,推導(dǎo)出基于流體動(dòng)壓潤(rùn)滑理論的浮環(huán)軸承雷諾方程,對(duì)雷諾方程進(jìn)行無量綱化,確定油膜潤(rùn)滑的邊界條件,編寫了浮環(huán)軸承結(jié)構(gòu)參數(shù)的具體設(shè)計(jì)流程,完善了浮環(huán)軸承的總體設(shè)計(jì)方案。
　　然后,在有限差分法的基礎(chǔ)上研究了高速輕載工況下的浮環(huán)軸承內(nèi)外油膜壓力場(chǎng)的分布情況。獲得各轉(zhuǎn)

3、速相對(duì)應(yīng)的浮環(huán)軸承三維油膜壓力分布圖,進(jìn)而得到內(nèi)外油膜的最大油膜壓力、承載力及偏位角,此外還推導(dǎo)出了有量綱油膜壓力的計(jì)算公式。
　　最后,對(duì)高速輕載工況下的浮環(huán)軸承油膜壓力場(chǎng)進(jìn)行FLUENT仿真。介紹了計(jì)算流體力學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)和分析軟件,建立了浮環(huán)軸承三維油膜模型,確立了邊界條件,仿真出不同轉(zhuǎn)速下的浮環(huán)軸承三維油膜壓力分布圖,得到最大油膜壓力并與有限差分法的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較。
　　論文進(jìn)一步豐富了浮環(huán)軸承的設(shè)計(jì)流程和規(guī)范,對(duì)浮