【摘要】： 油膜軸承作為大型板、帶材連軋機的主要零部件,其結構設計對提高承載力和壽命尤為重要。油膜軸承的結構設計參數(shù)有軸承直徑、寬度、合金層材料及厚度、相對間隙和潤滑油品等,優(yōu)化油膜軸承結構參數(shù)的目的就是使流入軸承間隙內(nèi)的潤滑油流量增大,以帶走因高速而產(chǎn)生的熱量;增大投影面積(油膜軸承內(nèi)徑乘以寬度)和收斂區(qū)楔形的梯度,以提高承載力。 本文主要利用有限元分析軟件ANSYS的WORKBENCH和CFX模塊對油膜和軸承座進行雙向耦合分析,計算軸承的油膜壓力和溫度分布、襯套所受載荷分布及其變形情況等,以尋求最優(yōu)相對間隙和合理合金層厚度,為優(yōu)化軋機設計提供了思路。具體研究思路如下: 1.深入油膜軸承潤滑理論研究。潤滑理論研究是軸承結構設計計算的基礎,文中在合理假設的前提下,建立了計算壓力場和溫度場的油膜數(shù)學模型,得到了軸承間隙中液體流動的控制方程即簡化的納維-斯托克斯方程及邊界條件。 2.根據(jù)油膜軸承潤滑理論計算結果及經(jīng)驗值確定油膜軸承的初始參數(shù),優(yōu)化油膜軸承的整體結構。 3.用有限元分析軟件ANASYS對油膜軸承進行單向流固耦合分析來確定合適的巴氏合金層厚度。首先,用CFX求出給定相對間隙下的油膜壓力分布;其次用CFX計算結果作為襯套分析的載荷,用Workbench對襯套進行分析;最后根據(jù)分析結果,得到合適的合金層厚度。 4.用CFX和Workbench軟件對油膜和軸承座進行雙向流固耦合分析,以求得最優(yōu)相對間隙。首先,在軋制工況不變的情況下,求出不同相對間隙時偏心率與承載力、最大油膜壓力和油膜溫度隨偏心率的變化關系;其次,用線性擬合軟件得到,在承載力一定的情況下,相對間隙與最大油膜溫度、回油溫度、油膜壓力等的關系曲線;最后利用優(yōu)化設計方法,求出在一定軋制和速度時的最佳相對間隙。 5.根據(jù)相似理論,在實驗室現(xiàn)場測試油膜軸承的承載和溫度變化情況。
【學位授予單位】：太原科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2010
【分類號】：TH133.3

【參考文獻】

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本文編號：2781719