動靜壓混合軸承設計及油膜承載能力分析.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，人們對旋轉機械需求越來越趨向于高速和大功率，對軸承各方面的性能要求越來越高，因此出現(xiàn)了動靜壓混合軸承，它吸收了動壓和靜壓軸承各自的優(yōu)點，具有承載力高、剛度大、油膜阻尼大等特點。這種軸承適用于超高速磨削機床。但是到目前為止，其在結構設計、機構尺寸等方面還沒有建立一套較為完整的設計方法，更沒有比較統(tǒng)一的設計標準和技術規(guī)范，設計技術的不成熟而導致其應用具有局限性。另一方面，由于動靜壓混合軸承采用液壓油，當在高速工況下工作時

2、，發(fā)熱量較大，隨著潤滑油溫度的升高會導致油膜承載力下降，從而導致機床加工精度的降低。
　　本文通過參考動壓軸承、靜壓軸承及動靜壓混合軸承的最新研究成果和基本理論，建立動靜壓混合軸承結構參數(shù)設計方法。借助于計算流體力學知識，采用計算機求解方法對動靜壓混合軸承進行仿真分析。首先以東北大學超高速磨削實驗臺主軸的液體動靜壓混合軸承為研究對象，應用GAMBIT對軸承油膜進行建模，劃分網(wǎng)格，并設置邊界條件。再通過導入FLUENT，對模型設置邊

3、界條件參數(shù)，經(jīng)過迭代計算后，得到模型的壓力場和溫度場。
　　結果表明:從壓力分布的云圖可以看出，動靜壓混合軸承做高速旋轉時，在油腔處存在明顯的低壓區(qū)，同時高壓區(qū)分布在油腔靠外緣位置;隨著轉速不斷的增加，壓力不斷上升，油膜承載力隨之不斷的增加。當速度達到一定時，進油口將發(fā)生倒流，壓力的上升受到限制，油膜承載能力增加緩慢。從溫度分布的云圖可以看出，隨著轉速的升高，軸承中油膜的溫度隨之升高，但是溫度梯度卻在逐漸下降，均化作用明顯。尤其是