本文關(guān)鍵詞：滾動(dòng)軸承橢圓接觸區(qū)域流體動(dòng)力潤(rùn)滑機(jī)理研究

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【摘要】：滾動(dòng)軸承最為重大裝備關(guān)鍵零部件,其良好的潤(rùn)滑情況可以有效地延長(zhǎng)機(jī)械設(shè)備的使用壽命,提高機(jī)械設(shè)備的精度與性能。本文的研究對(duì)象為B7008C高速角接觸滾動(dòng)軸承,目標(biāo)是研究微小接觸區(qū)域復(fù)雜流場(chǎng)的潤(rùn)滑情況,為高速滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑行為提供理論基礎(chǔ)和參考依據(jù)。本研究通過用ANSYS CFX流體動(dòng)力學(xué)分析軟件來(lái)模擬仿真滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑情況。本文共建立兩種潤(rùn)滑劑流體模型,并賦予其非牛頓流體特性。根據(jù)不同的邊界條件,共對(duì)兩種模型進(jìn)行十五個(gè)內(nèi)圈轉(zhuǎn)速不同的模擬。對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行一些列的對(duì)比分析,最后對(duì)比分析了試驗(yàn)現(xiàn)象與模擬結(jié)果。主要內(nèi)容包括:1、根據(jù)Hertz接觸應(yīng)力公式和油膜厚度公式,在給定的載荷、轉(zhuǎn)速條件下,計(jì)算出B7008C軸承橢圓接觸區(qū)域的大小與最小油膜厚度,從而建立了B7008C軸承十八分之一的潤(rùn)滑劑流體模型,即一個(gè)滾動(dòng)體單元。2、由于橢圓接觸區(qū)域的中心的潤(rùn)滑劑油膜厚度只有1?m,而自由表面的油膜厚度為0.3mm,所以潤(rùn)滑劑模型的網(wǎng)格劃分是本研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。為保證計(jì)算精度,且又兼顧計(jì)算資源的經(jīng)濟(jì)性,本文采用了更加優(yōu)化的網(wǎng)格劃分方法:相交體影響局部細(xì)化與光滑過度膨脹層網(wǎng)格劃分方法的綜合應(yīng)用。3、根據(jù)滾動(dòng)體表面壓力分布的計(jì)算結(jié)果,將橢圓區(qū)域的長(zhǎng)軸(a軸)和短軸(b軸)上各設(shè)置21個(gè)探測(cè)點(diǎn)來(lái)提取潤(rùn)滑劑油膜壓力,并制作圖表。這樣更加簡(jiǎn)潔明了地描述橢圓接觸區(qū)域內(nèi)的油膜壓力、密度和動(dòng)力粘度的分布。最終得出在橢圓接觸區(qū)域的入口油膜壓力較大,而在橢圓接觸區(qū)域內(nèi)油膜壓力為負(fù)的結(jié)論。4、根據(jù)以上分析結(jié)果,將B7008C軸承潤(rùn)滑模型的內(nèi)、外圈和滾動(dòng)體的轉(zhuǎn)速邊界條件設(shè)置為:以內(nèi)圈轉(zhuǎn)速為標(biāo)準(zhǔn),內(nèi)、外圈和滾動(dòng)體的轉(zhuǎn)動(dòng)均為純滾動(dòng)。分別設(shè)置內(nèi)圈轉(zhuǎn)速為500rad/s到5000rad/s,每500rad/s做一個(gè)分析,共10個(gè)分析。經(jīng)對(duì)比分析不同轉(zhuǎn)速下橢圓接觸區(qū)域的油膜壓力分布與變化趨勢(shì),得出以下結(jié)論:隨著內(nèi)圈轉(zhuǎn)速的增大,橢圓接觸區(qū)域入口的油膜壓力也有所增大,且油膜壓力的形狀分布趨勢(shì)大致相同。在橢圓接觸區(qū)域內(nèi),隨著內(nèi)圈轉(zhuǎn)速的增大,油膜壓力一直減小,且轉(zhuǎn)速越大油膜的負(fù)壓也越大,其油膜壓力的形狀分布趨勢(shì)也幾乎不變。5、建立消除溝槽特征的無(wú)溝槽潤(rùn)滑劑流體模型,運(yùn)用相同的網(wǎng)格劃分方法,編輯非牛頓流體特性,設(shè)置相同的邊界條件。將計(jì)算結(jié)果與B7008C軸承潤(rùn)滑劑流體模型的分析結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,得出以下結(jié)論:兩種模型由于油膜形狀和厚度的不同,在接觸區(qū)域a軸和b軸的油膜壓力分布既有相似之處又有一定差別,其隨轉(zhuǎn)速的變化有相同的分布規(guī)律也有局部差異。6、對(duì)油膜厚度測(cè)量系統(tǒng)做了簡(jiǎn)要介紹。通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與模擬結(jié)果的對(duì)比,本文得到油滴流過接觸區(qū)域的油膜分布情況與連續(xù)潤(rùn)滑油經(jīng)過接觸區(qū)域的質(zhì)量流分布基本吻合的結(jié)論。
【學(xué)位授予單位】：新疆大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH133.33

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1168082