【摘要】：錐形靜壓軸承是一種向心推力聯(lián)合軸承,獨(dú)特之處是能同時(shí)承受徑向和軸向載荷,與圓柱和圓盤組成的靜壓軸承相比,占空間小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,摩擦功耗小、溫升低,推力受離心力的影響小,工藝性好、軸承間隙易調(diào)整,也易獲得較好的動(dòng)靜壓混合軸承的特性,是很有前途和較高使用價(jià)值的一種可系列化的靜壓軸承。所以,無論在低速重載還是在高轉(zhuǎn)速、高精度場(chǎng)合均有應(yīng)用,因此對(duì)錐形靜壓軸承的性能分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化顯的尤為重要。 為了模擬錐形間隙流場(chǎng),首先應(yīng)用三維造型軟件UG對(duì)錐面間流場(chǎng)進(jìn)行立體建模,再通過parasolid導(dǎo)入GAMBIT劃分網(wǎng)格,最后在FLUENT中利用CFD原理,選擇層流模型,不可壓縮流體,及分離式求解器進(jìn)行迭代計(jì)算。并用后處理器分析結(jié)果。 通過對(duì)不同油膜厚度、不同錐半角下無偏心和有偏心的錐形靜壓軸承進(jìn)行模擬,得到了錐面間隙內(nèi)潤(rùn)滑油的壓力分布、速度分布以及溫度分布的三維圖形,并分析計(jì)算出了軸承承載能力、軸向剛度、徑向剛度、徑向力和軸向力的比值、質(zhì)量流量、溫升、摩擦力等隨軸承參數(shù)變化的曲線圖,得到以下結(jié)論:1.錐形靜壓軸承徑向承載力的變化對(duì)其軸向承載力的影響較小。2.徑向承載力和徑向油膜剛度隨轉(zhuǎn)速的增大而增大,其動(dòng)靜壓混合特性越明顯,承載能力越高。3.通過對(duì)溫度場(chǎng)的模擬,確定了轉(zhuǎn)速、錐半角、溫升三者的關(guān)系,為錐軸承設(shè)計(jì)及確定轉(zhuǎn)速提供了理論基礎(chǔ)。4.徑向承載力系數(shù)受錐半角的影響較小,受偏移量的影響較大。這些數(shù)據(jù)為錐形靜壓軸承的設(shè)計(jì)選型提供了理論依據(jù)。同時(shí)為靜壓軸承在滿足剛度的基礎(chǔ)上降低功耗和溫升提供了理論依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：TH133.36
【圖文】：

圖2-1 給出了表征二者之間關(guān)系的流體力學(xué)示意圖[41]。圖 2-1 流體力學(xué)示意圖Fig.2-1 Hydromechanics sketch map計(jì)算流體力學(xué)的興起促進(jìn)了實(shí)驗(yàn)研究和理論分析方法的發(fā)展，為簡(jiǎn)化流動(dòng)模型提供了平臺(tái)，使很多分析方法得到發(fā)展和完善。計(jì)算流體力學(xué)采用數(shù)值模擬方法，來研究流體運(yùn)動(dòng)的基本物理特性。這種方法的特點(diǎn)是在研究流體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的基礎(chǔ)上建立了各類型主控方程，提出了各種簡(jiǎn)化流動(dòng)模型，并劃分網(wǎng)格，在節(jié)點(diǎn)上建立相互聯(lián)系的流動(dòng)方程，經(jīng)過有限次迭代得到壓力、速度等的分布情況，能有效的節(jié)省人力和時(shí)間，使人們能有更多的時(shí)間注重流動(dòng)結(jié)果的分析，從而得出有價(jià)值的結(jié)論。計(jì)算流體力學(xué)經(jīng)過前人無數(shù)次的改進(jìn)完善，使得計(jì)算結(jié)果更準(zhǔn)確，計(jì)算速度更快，再加上現(xiàn)在個(gè)人電腦的普及以及電腦更新?lián)Q代的加快，使得對(duì)復(fù)雜流場(chǎng)的模擬稱為可能，利用給出的各種模塊，能真實(shí)的反映流動(dòng)情況，從而得到有價(jià)值的結(jié)果。這些研究成果推動(dòng)了流體力學(xué)的發(fā)展，奠定了今天計(jì)算流體力學(xué)基礎(chǔ)，很多方法仍是目前解決實(shí)際問題時(shí)常采用的方法。這種方法的特點(diǎn)如下:1．通過對(duì)流動(dòng)區(qū)域劃分網(wǎng)格，給出流體運(yùn)動(dòng)區(qū)域內(nèi)的離散解，而不是解析解。這區(qū)別于一般的理論分析方法;2．它的發(fā)展與計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展直接相關(guān)。這是因?yàn)榱黧w運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜程度、解決問題的廣度和所能模擬的物理尺度以及給出解的精度，都與計(jì)算機(jī)速度、內(nèi)存、運(yùn)算及輸出圖形的能力直接相關(guān);3．若物理問題的數(shù)學(xué)提法（包括數(shù)學(xué)方程及其相應(yīng)的邊界條件）是正- 8 -

圖 2-2 FLUENT 求解流程圖Fig.2-2 FLUENT solve flow chart錐形靜壓軸承介紹 錐型靜壓軸承的優(yōu)點(diǎn)軸承在機(jī)床主軸組件中起著非常重要的作用，其性能直接影響著度。液體靜壓軸承由于它具有傳動(dòng)效率高、承載能力大、支承剛度保持性好、抗振動(dòng)及使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，因而近年來在機(jī)械制造等較快的發(fā)展和應(yīng)用，特別在機(jī)械制造業(yè)中，其應(yīng)用效果更為突出。由于錐形靜壓軸承具有一系列優(yōu)點(diǎn)而被應(yīng)用到重型裝備中并成為核且其潤(rùn)滑性能的優(yōu)劣直接影響到整個(gè)機(jī)床運(yùn)行的可靠性、壽命和經(jīng)隨著對(duì)流體動(dòng)力潤(rùn)滑軸承的研究日益向廣度和深度方向推進(jìn)，學(xué)者究錐形靜壓軸承各參數(shù)對(duì)油膜剛度和承載力等的分析對(duì)錐形靜壓軸

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 夏毅敏;張剛強(qiáng);羅松保;張建明;;非球面超精密機(jī)床靜壓軸承溫度場(chǎng)的分布[J];光學(xué)精密工程;2012年08期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前4條

1 孫運(yùn)會(huì);球磨機(jī)滑履軸承的性能研究[D];南京航空航天大學(xué);2011年

2 張剛強(qiáng);大型立式超精密車床液體靜壓推力軸承設(shè)計(jì)及性能研究[D];中南大學(xué);2012年

3 吳莊俊;徑向唇形密封的密封性能研究[D];重慶大學(xué);2012年

4 姚方;高壓輥磨機(jī)液體靜壓滑動(dòng)軸承性能分析[D];南京航空航天大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2713451