滑動(dòng)軸承流場(chǎng)及潤(rùn)滑油相關(guān)特性研究.pdf

1、滑動(dòng)軸承是蒸汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、壓縮機(jī)等大型重載旋轉(zhuǎn)機(jī)械中的重要部件，它依靠在軸頸和軸瓦之間形成的收斂—開(kāi)擴(kuò)型楔形間隙中流動(dòng)的高粘性潤(rùn)滑介質(zhì)承受轉(zhuǎn)子載荷、提供動(dòng)靜表面之間的潤(rùn)滑、傳遞轉(zhuǎn)子摩擦產(chǎn)生的熱量。軸承的動(dòng)靜力特性、摩擦功耗等宏觀特性直接影響到整個(gè)設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行，而間隙內(nèi)潤(rùn)滑介質(zhì)的流動(dòng)狀態(tài)和結(jié)構(gòu)是宏觀特性的物理基礎(chǔ)，起到了決定性作用。潤(rùn)滑油在軸承中會(huì)產(chǎn)生油膜力，油膜力會(huì)與轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)相互耦合，對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性產(chǎn)生重要影響。故本

2、文研究了潤(rùn)滑油的一些基本性質(zhì)，并在此基礎(chǔ)上對(duì)滑動(dòng)軸承的流動(dòng)特性進(jìn)行數(shù)值模擬。本課題通過(guò)理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法，研究潤(rùn)滑油的含氣量測(cè)量方法，潤(rùn)滑油含氣量與溫度和背壓的關(guān)系，潤(rùn)滑油含氣量對(duì)其粘度的影響;實(shí)驗(yàn)研究了潤(rùn)滑油粘度與溫度的關(guān)聯(lián)式;最后在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上研究潤(rùn)滑油溫度變化后對(duì)滑動(dòng)軸承內(nèi)流場(chǎng)特性的影響。
　　實(shí)驗(yàn)方面，提出一種新的測(cè)量潤(rùn)滑油含氣量的方法。用該方法得出潤(rùn)滑油含氣量并研究出其與溫度、背壓的關(guān)系，以及潤(rùn)滑油含氣量對(duì)其粘度的影

3、響。用BrookfieldDV2T型粘度計(jì)測(cè)量不同種類潤(rùn)滑油在不同溫度下的粘度，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行線性處理，發(fā)現(xiàn)溫度越高，粘度越小，且數(shù)據(jù)滿足Walther公式，并求出其中相應(yīng)的系數(shù)，為后續(xù)的滑動(dòng)軸承的動(dòng)力特性的求解做了基礎(chǔ)工作。
　　理論方面，通過(guò)研究經(jīng)典的Reynolds方程，分析滑動(dòng)軸承流場(chǎng)特性的影響因素。運(yùn)用實(shí)驗(yàn)得到數(shù)據(jù)和公式，根據(jù)軸承內(nèi)溫度場(chǎng)分布，從而擬合出滑動(dòng)軸承內(nèi)的粘度場(chǎng)分布情況，進(jìn)而求解出軸承內(nèi)的壓力場(chǎng)。通過(guò)與常用的有效溫

4、度法，只考慮周向溫度變化，以及考慮周向和軸向兩個(gè)方向的溫度變化，三者進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)考慮兩個(gè)方向能夠完整的描述軸承內(nèi)的流場(chǎng)特性。
　　通過(guò)實(shí)驗(yàn)和理論研究發(fā)現(xiàn)，潤(rùn)滑油的含氣量隨背壓的增大不斷減小，隨著潤(rùn)滑油溫度的升高呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)，且在相同的溫度和背壓下，發(fā)現(xiàn)隨著潤(rùn)滑油含氣量的提高，其粘度也會(huì)變小。證明了潤(rùn)滑油的粘度隨溫度的變化符合Walther公式，并求出相應(yīng)潤(rùn)滑油的對(duì)應(yīng)系數(shù)。在原有的Reynolds方程基礎(chǔ)上，對(duì)其粘度項(xiàng)進(jìn)