本文關(guān)鍵詞：靜壓軸承熱力耦合變形及油膜模型研究

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【摘要】：隨著現(xiàn)代化機(jī)械制造業(yè)的迅速發(fā)展,靜壓軸承被廣泛應(yīng)用于高精度數(shù)控機(jī)床,它具有的承載能力強(qiáng)、摩擦系數(shù)極小、使用壽命長(zhǎng)、運(yùn)動(dòng)精度高等優(yōu)點(diǎn)已得到認(rèn)可,并廣泛應(yīng)用于航空航天、船舶、風(fēng)電設(shè)備、重型機(jī)械等國家重要機(jī)械設(shè)備制造行業(yè)。靜壓軸承已經(jīng)成為大型機(jī)械加工設(shè)備的核心部件,其潤(rùn)滑性能和承載能力直接影響整機(jī)的加工精度和效率。在正常工況下,靜壓軸承的熱力耦合變形使間隙油膜的形狀變得十分復(fù)雜,致使間隙潤(rùn)滑油油流狀態(tài)、基本假設(shè)和邊界條件都發(fā)生很大變化,難以通過理論公式計(jì)算來精確預(yù)測(cè)工況下靜壓軸承的潤(rùn)滑性能,而且熱力耦合變形在靜壓軸承性能分析中是不可忽略的。鑒于此,本文以多油墊扇形腔靜壓軸承為研究對(duì)象,結(jié)合流體力學(xué)、熱力耦合技術(shù)及數(shù)值模擬相關(guān)理論知識(shí),利用專業(yè)的有限元分析軟件ANSYS和流固耦合技術(shù),對(duì)其進(jìn)行熱力耦合仿真研究。主要做了如下工作:(1)根據(jù)靜壓軸承的實(shí)際結(jié)構(gòu)尺寸建立三維幾何模型以及間隙油膜模型。推導(dǎo)油腔的流量、承載能力、油腔壓力、油膜的總功耗和溫升等方程。應(yīng)用流體分析軟件FLUENT對(duì)不同載荷條件下間隙潤(rùn)滑油膜進(jìn)行溫度場(chǎng)和壓力場(chǎng)仿真分析,間隙油膜溫度場(chǎng)和壓力場(chǎng)的模擬結(jié)果為下一步進(jìn)行熱力耦合提供前提條件;(2)基于摩擦學(xué)、傳熱學(xué)和彈塑性變形理論,采用ANSYS14.5 Workbench軟件對(duì)靜壓軸承熱力耦合分析,得到載荷分別為15t、30t、45t、60t、75t、90t、105t、120t、135t和150t油膜的溫度場(chǎng),靜壓軸承熱力耦合變形場(chǎng),對(duì)不同載荷條件下的計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行了詳細(xì)討論;(3)最后根據(jù)工作臺(tái)和底座的總變形,分析獲取不同載荷條件下熱力耦合變形后間隙油膜模型以及油膜厚度—載荷曲線,變形后的油膜整體形狀呈“楔形”,徑向方向扇形油膜外側(cè)高于內(nèi)側(cè),隨載荷增加內(nèi)側(cè)容易發(fā)生干摩擦致使?jié)櫥?為靜壓軸承的設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH133.36

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本文編號(hào)：1303422