變粘度重型靜壓軸承支承特性研究
發(fā)布時間:2021-02-19 02:10
目前,隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,旋轉(zhuǎn)機械越來越趨向于高效、高速、高精度和大功率,同時需要高精度、低功耗、高穩(wěn)定性的軸承作為系統(tǒng)支承件。相應(yīng)地,隨著對流體動力潤滑軸承研究,發(fā)現(xiàn)靜壓軸承的潤滑性能對軸承的使用壽命及可靠性都有著很大的影響,其潤滑性能的優(yōu)劣直接影響到整個機床運行的可靠性、壽命和經(jīng)濟指標(biāo)。但是,在考慮變粘度和離心力的潤滑性能的研究還是一個薄弱的環(huán)節(jié)。經(jīng)過實際工廠調(diào)研和查閱大量的相關(guān)文獻(xiàn)資料,首先總結(jié)了靜壓軸承國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,分析了重型靜壓軸承的潤滑機理。其次針對大尺寸多油墊靜壓軸承,在考慮變粘度和油流慣性條件下,推導(dǎo)潤滑油的粘溫公式、旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的控制方程以及靜壓軸承縫隙流體的流量、溫升、壓力計算公式,建立不同工況下靜壓支承間隙油膜三維流動的數(shù)學(xué)模型。然后根據(jù)工廠實際工況條件,計算靜壓軸承縫隙流體由層流到紊流的臨界入口流量及轉(zhuǎn)速,并采用數(shù)值模擬方法進(jìn)行計算,證實計算結(jié)果的可靠性。最后基于計算流體動力學(xué)(CFD)原理,采用有限元、有限體積法數(shù)值模擬了重型靜壓軸承間隙油膜的流場,壓力場和溫度場,并和理論計算值做對比分析,結(jié)果吻合較好。通過以上分析和研究,本文揭示了靜壓軸承支承間隙油膜的流...
【文章來源】:哈爾濱理工大學(xué)黑龍江省
【文章頁數(shù)】:73 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題來源及研究的目的和意義
1.1.1 課題來源
1.1.2 研究的目的和意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析
1.2.1 ICEM CFD 的發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.2 CFX 的發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.3 油膜溫度場的研究現(xiàn)狀
1.2.4 油膜流場和壓力場研究現(xiàn)狀
1.3 主要研究內(nèi)容及研究方案
1.3.1 主要研究內(nèi)容
1.3.2 采用的研究方案和手段
1.3.3 問題及解決的措施
第2章 重型靜壓軸承液體潤滑原理
2.1 重型靜壓軸承工作原理
2.2 重型靜壓軸承及其特點
2.3 重型靜壓軸承液體潤滑
2.3.1 流體動力潤滑
2.3.2 彈性流體動力潤滑
2.3.3 流體靜力潤滑
2.4 本章小結(jié)
第3章 重型靜壓軸承支承特性數(shù)學(xué)模型的建立
3.1 引言
3.2 兩平行平板間的縫隙流量
3.2.1 平行平板間縫隙的流量
3.2.2 離心力作用下環(huán)形油腔平面油墊的流量
3.3 重型靜壓軸承支承數(shù)學(xué)模型的建立
3.3.1 粘溫關(guān)系的建立
3.3.2 扇形腔油墊模型簡化
3.3.3 流量計算公式推導(dǎo)
3.3.4 油膜厚度方程
3.3.5 承載能力方程
3.3.6 軸承剛度方程
3.3.7 功率消耗及溫升計算
3.4 本章小結(jié)
第4章 重型靜壓軸承流場數(shù)值模擬分析
4.1 引言
4.2 控制方程的建立
4.2.1 基本假設(shè)及計算條件
4.2.2 控制方程
4.3 網(wǎng)格劃分以及邊界條件生成
4.3.1 ICEM CFD 簡介
4.3.2 網(wǎng)格生成
4.3.3 邊界條件
4.4 結(jié)果分析
4.4.1 粘度對油膜流場的影響
4.4.2 靜壓軸承的層流到紊流臨界轉(zhuǎn)速與臨界流量確定
4.4.3 入口流量對油膜流場的影響
4.4.4 工作臺旋轉(zhuǎn)速度對油膜流場的影響
4.4.5 結(jié)果對比分析
4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]重型靜壓軸承油腔結(jié)構(gòu)優(yōu)化與流場仿真[J]. 邵俊鵬,張艷芹,韓桂華,倪世錢. 系統(tǒng)仿真學(xué)報. 2010(05)
[2]重型靜壓軸承扇形腔和圓形腔溫度場數(shù)值模擬與分析[J]. 邵俊鵬,張艷芹,于曉東,秦柏,王仲文. 水動力學(xué)研究與進(jìn)展A輯. 2009(01)
[3]球磨機靜壓軸承靜態(tài)壓力場及流場仿真分析[J]. 崔鳳奎,趙魏,楊建璽. 軸承. 2009(01)
[4]大尺寸橢圓形靜壓軸承油膜態(tài)數(shù)值模擬[J]. 邵俊鵬,張艷芹,李永海,于曉東. 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報. 2008(06)
[5]水潤滑高速動靜壓滑動軸承數(shù)值模擬[J]. 張杰,郭宏升,牛犇,焦讓. 農(nóng)業(yè)機械學(xué)報. 2008(06)
[6]水潤滑動靜壓軸承三維壓力及溫度場分布理論研究[J]. 張國淵,袁小陽. 潤滑與密封. 2006(08)
[7]徑向空氣軸承壓力場的數(shù)值分析[J]. 劉賓,劉波. 世界制造技術(shù)與裝備市場. 2006(01)
[8]液流通過節(jié)流孔的壓力場的仿真研究[J]. 程耕國,程平,李受人. 計算機工程與科學(xué). 2005(11)
[9]動靜壓支承軋輥軋機滑動軸承油膜溫度場的分析與計算[J]. 李健,楊成仁,王優(yōu)強,沈建坤. 鑄造技術(shù). 2004(11)
[10]活塞裙?jié)櫥湍囟葓鲇邢拊治鯷J]. 孟凡明,張優(yōu)云. 內(nèi)燃機學(xué)報. 2004(06)
本文編號:3040443
【文章來源】:哈爾濱理工大學(xué)黑龍江省
【文章頁數(shù)】:73 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題來源及研究的目的和意義
1.1.1 課題來源
1.1.2 研究的目的和意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析
1.2.1 ICEM CFD 的發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.2 CFX 的發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.3 油膜溫度場的研究現(xiàn)狀
1.2.4 油膜流場和壓力場研究現(xiàn)狀
1.3 主要研究內(nèi)容及研究方案
1.3.1 主要研究內(nèi)容
1.3.2 采用的研究方案和手段
1.3.3 問題及解決的措施
第2章 重型靜壓軸承液體潤滑原理
2.1 重型靜壓軸承工作原理
2.2 重型靜壓軸承及其特點
2.3 重型靜壓軸承液體潤滑
2.3.1 流體動力潤滑
2.3.2 彈性流體動力潤滑
2.3.3 流體靜力潤滑
2.4 本章小結(jié)
第3章 重型靜壓軸承支承特性數(shù)學(xué)模型的建立
3.1 引言
3.2 兩平行平板間的縫隙流量
3.2.1 平行平板間縫隙的流量
3.2.2 離心力作用下環(huán)形油腔平面油墊的流量
3.3 重型靜壓軸承支承數(shù)學(xué)模型的建立
3.3.1 粘溫關(guān)系的建立
3.3.2 扇形腔油墊模型簡化
3.3.3 流量計算公式推導(dǎo)
3.3.4 油膜厚度方程
3.3.5 承載能力方程
3.3.6 軸承剛度方程
3.3.7 功率消耗及溫升計算
3.4 本章小結(jié)
第4章 重型靜壓軸承流場數(shù)值模擬分析
4.1 引言
4.2 控制方程的建立
4.2.1 基本假設(shè)及計算條件
4.2.2 控制方程
4.3 網(wǎng)格劃分以及邊界條件生成
4.3.1 ICEM CFD 簡介
4.3.2 網(wǎng)格生成
4.3.3 邊界條件
4.4 結(jié)果分析
4.4.1 粘度對油膜流場的影響
4.4.2 靜壓軸承的層流到紊流臨界轉(zhuǎn)速與臨界流量確定
4.4.3 入口流量對油膜流場的影響
4.4.4 工作臺旋轉(zhuǎn)速度對油膜流場的影響
4.4.5 結(jié)果對比分析
4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]重型靜壓軸承油腔結(jié)構(gòu)優(yōu)化與流場仿真[J]. 邵俊鵬,張艷芹,韓桂華,倪世錢. 系統(tǒng)仿真學(xué)報. 2010(05)
[2]重型靜壓軸承扇形腔和圓形腔溫度場數(shù)值模擬與分析[J]. 邵俊鵬,張艷芹,于曉東,秦柏,王仲文. 水動力學(xué)研究與進(jìn)展A輯. 2009(01)
[3]球磨機靜壓軸承靜態(tài)壓力場及流場仿真分析[J]. 崔鳳奎,趙魏,楊建璽. 軸承. 2009(01)
[4]大尺寸橢圓形靜壓軸承油膜態(tài)數(shù)值模擬[J]. 邵俊鵬,張艷芹,李永海,于曉東. 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報. 2008(06)
[5]水潤滑高速動靜壓滑動軸承數(shù)值模擬[J]. 張杰,郭宏升,牛犇,焦讓. 農(nóng)業(yè)機械學(xué)報. 2008(06)
[6]水潤滑動靜壓軸承三維壓力及溫度場分布理論研究[J]. 張國淵,袁小陽. 潤滑與密封. 2006(08)
[7]徑向空氣軸承壓力場的數(shù)值分析[J]. 劉賓,劉波. 世界制造技術(shù)與裝備市場. 2006(01)
[8]液流通過節(jié)流孔的壓力場的仿真研究[J]. 程耕國,程平,李受人. 計算機工程與科學(xué). 2005(11)
[9]動靜壓支承軋輥軋機滑動軸承油膜溫度場的分析與計算[J]. 李健,楊成仁,王優(yōu)強,沈建坤. 鑄造技術(shù). 2004(11)
[10]活塞裙?jié)櫥湍囟葓鲇邢拊治鯷J]. 孟凡明,張優(yōu)云. 內(nèi)燃機學(xué)報. 2004(06)
本文編號:3040443
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