本文關(guān)鍵詞：SM系列立式推力滑動軸承潤滑流場分析及仿真

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【摘要】：推力滑動軸承是一種限制軸向移動并承受軸向力的重要支承元件,在汽輪機(jī)、水力發(fā)電機(jī)組、壓縮機(jī)等設(shè)備上廣泛應(yīng)用,因此,其工作性能直接關(guān)系到整個系統(tǒng)的可靠性和壽命。立式推力滑動軸承的潤滑方式一般有壓力油潤滑和浸油潤滑兩種,由于采用浸油潤滑方式的推力滑動軸承具有散熱好、安裝空間小等諸多優(yōu)點(diǎn),被各種推力軸承廣泛采用。但是關(guān)于此類立式推力滑動軸承潤滑系統(tǒng)的設(shè)計,缺少其相應(yīng)的設(shè)計準(zhǔn)則和理論方法,在設(shè)計時其結(jié)構(gòu)和尺寸往往是參照國外經(jīng)過大量試驗研究開發(fā)出來的成熟產(chǎn)品。因此深入研究此類推力滑動軸承潤滑流場和阻力損失,對立式推力滑動軸承潤滑系統(tǒng)的設(shè)計具有指導(dǎo)意義。本文主要研究內(nèi)容:(1)根據(jù)SM系列立式推力滑動軸承結(jié)構(gòu),建立了三維潤滑流場模型,將流場模型劃分為進(jìn)口部分、推力頭部分、外部管道部分和油池部分四個計算區(qū)域,并將每個計算區(qū)域細(xì)分成多個簡單流阻單元。(2)完成了每一個計算區(qū)域的阻力損失計算,并根據(jù)串、并聯(lián)管路計算方法計算了整體流場的阻力損失。根據(jù)推力頭旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的最大壓力等于因流動阻力產(chǎn)生的壓力損失,計算了立式推力滑動軸承的流量。(3)分別將計算區(qū)域劃分非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格,再將網(wǎng)格合并,利用Fluent軟件進(jìn)行模擬分析,將得到的仿真結(jié)果與理論計算結(jié)果進(jìn)行對比。并采用單一變量法,得出潤滑油參數(shù)、推力頭甩油孔結(jié)構(gòu)參數(shù)以及進(jìn)口流道結(jié)構(gòu)參數(shù)等因素對潤滑流場和阻力損失的影響。(4)完成立式推力滑動軸承流量試驗,將試驗結(jié)果、理論計算結(jié)果以及數(shù)值分析結(jié)果作對比分析,驗證了理論計算的方法是可行的。研究表明,轉(zhuǎn)速固定不變時,潤滑油和甩油孔結(jié)構(gòu)參數(shù)對阻力損失影響較小,進(jìn)口流道結(jié)構(gòu)參數(shù)對阻力損失大體上無影響。潤滑油參數(shù)和甩油孔直徑對流量有比較大的影響,而甩油孔數(shù)量對流量的影響較小,進(jìn)口流道結(jié)構(gòu)參數(shù)對流量基本沒有影響。其余參數(shù)不變時,轉(zhuǎn)速對阻力損失和流量都有非常大的影響。通過本文的研究,為立式推力滑動軸承潤滑系統(tǒng)的設(shè)計提供了可參考的依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：推力滑動軸承 區(qū)域劃分 阻力損失計算 模擬仿真
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH133.31
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 課題研究的背景及意義10
• 1.2 SM系列立式推力滑動軸承簡介10-12
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.3.1 推力滑動軸承流場理論研究的發(fā)展12-14
• 1.3.2 推力滑動軸承潤滑流場的研究現(xiàn)狀14-15
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容15-17
• 第2章 推力滑動軸承阻力損失計算17-38
• 2.1 計算流體力學(xué)17-18
• 2.1.1 計算流體力學(xué)簡介17-18
• 2.1.2 計算流體力學(xué)應(yīng)用18
• 2.2 管流阻力損失18-21
• 2.2.1 流體的粘性18-19
• 2.2.2 管流阻力損失19-21
• 2.3 流阻單元的阻力損失計算21-27
• 2.3.1 流場模型與簡化21-22
• 2.3.2 直圓管阻力損失計算22-23
• 2.3.3 非圓形管阻力損失計算23
• 2.3.4 截面積突變管阻力損失計算23-24
• 2.3.5 彎管阻力損失計算24-25
• 2.3.6 三通阻力損失計算25-27
• 2.4 推力滑動軸承阻力損失計算27-36
• 2.4.1 進(jìn)口部分阻力損失計算27-29
• 2.4.2 推力頭部分阻力損失計算29-30
• 2.4.3 外部管道并聯(lián)部分阻力損失計算30-34
• 2.4.4 外部管道串聯(lián)部分阻力損失計算34-35
• 2.4.5 整體阻力損失計算35-36
• 2.5 立式推力滑動軸承流量計算36-37
• 2.6 本章小結(jié)37-38
• 第3章 推力滑動軸承阻力損失校核驗證38-51
• 3.1 模型校核驗證38-45
• 3.1.1 矩形管阻力損失校核驗證38-39
• 3.1.2 環(huán)形管阻力損失校核驗證39-41
• 3.1.3 彎管阻力損失校核驗證41-42
• 3.1.4 進(jìn)口部分阻力損失校核驗證42-43
• 3.1.5 推力頭部分阻力損失校核驗證43-45
• 3.2 推力滑動軸承流場數(shù)值模擬45-50
• 3.2.1 物理模型及網(wǎng)格劃分45
• 3.2.2 數(shù)值模擬和理論計算對比45-48
• 3.2.3 流場模擬結(jié)果及分析48-50
• 3.3 本章小結(jié)50-51
• 第4章 推力滑動軸承的阻力損失影響分析51-65
• 4.1 潤滑油粘度和溫度對阻力損失的影響51-53
• 4.1.1 計算模型51
• 4.1.2 模擬結(jié)果及分析51-53
• 4.2 推力頭甩油孔直徑和數(shù)量對阻力損失的影響53-61
• 4.2.1 計算模型53
• 4.2.2 模擬結(jié)果及分析53-61
• 4.3 進(jìn)口流道截面寬度和數(shù)量對阻力損失的影響61-63
• 4.3.1 計算模型61
• 4.3.2 模擬結(jié)果及分析61-63
• 4.4 本章小結(jié)63-65
• 第5章 推力滑動軸承試驗驗證65-71
• 5.1 推力滑動軸承試驗臺介紹65-67
• 5.1.1 試驗臺主要技術(shù)參數(shù)65
• 5.1.2 試驗裝置簡述65-67
• 5.2 試驗規(guī)程67-69
• 5.2.1 推力軸承主要尺寸67
• 5.2.2 推力軸承支承結(jié)構(gòu)67
• 5.2.3 試驗設(shè)備及儀器67-68
• 5.2.4 試驗流程68-69
• 5.3 推力軸承試驗驗證分析69-70
• 5.4 本章小結(jié)70-71
• 第6章 立式推力滑動軸承潤滑設(shè)計系統(tǒng)開發(fā)71-80
• 6.1 開發(fā)語言71
• 6.2 軟件整體方案71-77
• 6.2.1 軟件輸入輸出參數(shù)定義71-72
• 6.2.2 軟件算法流程72
• 6.2.3 軟件界面設(shè)計72-77
• 6.3 計算實例77-79
• 6.4 本章小結(jié)79-80
• 總結(jié)與展望80-81
• 參考文獻(xiàn)81-84
• 致謝84-85
• 攻讀碩士期間所發(fā)表的論文與參與的科研項目85

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本文編號：1131557