滑動軸承油膜流態(tài)可視化試驗研究.pdf

1、目前，各種不同結構形式的滑動軸承廣泛應用于旋轉機械主軸中，在對高速動靜壓軸承及浮環(huán)軸承進行理論計算和分析時，發(fā)現(xiàn)軸承油膜中同時存在有層流、紊流及二者過渡區(qū)等不同流態(tài)。油膜流態(tài)的變化將會影響到油膜特性模型的建立，給最終的求解帶來誤差。
　　 本文首先介紹了流體潤滑軸承的一般理論研究方法，然后以紊流潤滑理論為基礎，通過計算滑動軸承油膜中不同位置的雷諾數(shù)，從理論上證明了滑動軸承油膜中層流和紊流流態(tài)共存的事實。然后根據(jù)相似原理搭建了滑動

2、軸承油膜流態(tài)可視化試驗臺，分別對圓柱光板滑動軸承和帶臺階腔的滑動軸承進行了流態(tài)可視化試驗，測試了不同直徑、不同間隙、不同轉速和不同潤滑油粘度下兩類軸承的油膜流態(tài)，觀察了理論研究過程當中提到的渦旋、油膜震蕩、氣穴等現(xiàn)象，并對試驗過程中的重點、難點進行了分析，對試驗結果進行了誤差分析。
　　 從宏觀角度定性分析，試驗結果最終可總結出以下結論:
　　 (1)圓柱軸承楔形油腔在軸承直徑135mm、粘度32cSt、轉速500rpm

3、的同等參數(shù)下，油楔入口區(qū)域間隙越小，越容易出現(xiàn)紊流。
　　 (2)在最小間隙0.3mm，主軸轉速500rpm，粘度32cSt的同等參數(shù)下，軸承直徑越大，形成的油楔夾角越大，越容易出現(xiàn)紊流。
　　 (3)在最小間隙0.3mm，主軸轉速500rpm，軸承直徑175mm的同等參數(shù)下，潤滑油粘度越低，越容易出現(xiàn)紊流和混合流態(tài)。
　　 (4)帶臺階腔軸承油膜流態(tài)隨轉速的增大從層流向紊流逐漸過渡，試驗測得其臨界轉速為900r

4、pm，此時流態(tài)開始進入過渡階段，隨后紊流現(xiàn)象逐漸明顯。
　　 (5)帶臺階腔軸承油膜流態(tài)隨間隙的增大從層流向紊流逐漸過渡，試驗測得其臨界間隙為0.2mm，此時油膜深腔與淺腔中的特征條紋逐漸成型。
　　 本文計算了動靜壓（浮環(huán)）軸承油膜的雷諾數(shù)，表明油膜中同時存在有層流、紊流及二者過渡區(qū)等不同流態(tài)。首次實現(xiàn)了滑動軸承油膜流態(tài)的可視化試驗研究，為后續(xù)對結構更復雜的滑動軸承進行可視化試驗提供了方法和經(jīng)驗，文中給出的試驗結果對比