變粘度重型靜壓軸承支承特性研究
發(fā)布時(shí)間:2021-02-19 02:10
目前,隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,旋轉(zhuǎn)機(jī)械越來(lái)越趨向于高效、高速、高精度和大功率,同時(shí)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(duì)流體動(dòng)力潤(rùn)滑軸承研究,發(fā)現(xiàn)靜壓軸承的潤(rùn)滑性能對(duì)軸承的使用壽命及可靠性都有著很大的影響,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)濟(jì)指標(biāo)。但是,在考慮變粘度和離心力的潤(rùn)滑性能的研究還是一個(gè)薄弱的環(huán)節(jié)。經(jīng)過(guò)實(shí)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(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,分析了重型靜壓軸承的潤(rùn)滑機(jī)理。其次針對(duì)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(rùn)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(jì)算公式,建立不同工況下靜壓支承間隙油膜三維流動(dòng)的數(shù)學(xué)模型。然后根據(jù)工廠實(shí)際工況條件,計(jì)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(jì)算,證實(shí)計(jì)算結(jié)果的可靠性。最后基于計(jì)算流體動(dòng)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(chǎng),壓力場(chǎng)和溫度場(chǎng),并和理論計(jì)算值做對(duì)比分析,結(jié)果吻合較好。通過(guò)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(lái)源】:哈爾濱理工大學(xué)黑龍江省
【文章頁(yè)數(shù)】:73 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題來(lái)源及研究的目的和意義
1.1.1 課題來(lái)源
1.1.2 研究的目的和意義
1.2 國(guó)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(chǎng)的研究現(xiàn)狀
1.2.4 油膜流場(chǎng)和壓力場(chǎng)研究現(xiàn)狀
1.3 主要研究?jī)?nèi)容及研究方案
1.3.1 主要研究?jī)?nèi)容
1.3.2 采用的研究方案和手段
1.3.3 問(wèn)題及解決的措施
第2章 重型靜壓軸承液體潤(rùn)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(diǎn)
2.3 重型靜壓軸承液體潤(rùn)滑
2.3.1 流體動(dòng)力潤(rùn)滑
2.3.2 彈性流體動(dòng)力潤(rùn)滑
2.3.3 流體靜力潤(rùn)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(jiǎn)化
3.3.3 流量計(jì)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(jì)算
3.4 本章小結(jié)
第4章 重型靜壓軸承流場(chǎng)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(jì)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(jiǎn)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(duì)油膜流場(chǎng)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(duì)油膜流場(chǎng)的影響
4.4.4 工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)速度對(duì)油膜流場(chǎng)的影響
4.4.5 結(jié)果對(duì)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(chǎng)仿真[J]. 邵俊鵬,張艷芹,韓桂華,倪世錢(qián). 系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2010(05)
[2]重型靜壓軸承扇形腔和圓形腔溫度場(chǎng)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(dòng)力學(xué)研究與進(jìn)展A輯. 2009(01)
[3]球磨機(jī)靜壓軸承靜態(tài)壓力場(chǎng)及流場(chǎng)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(bào). 2008(06)
[5]水潤(rùn)滑高速動(dòng)靜壓滑動(dòng)軸承數(shù)值模擬[J]. 張杰,郭宏升,牛犇,焦讓. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2008(06)
[6]水潤(rùn)滑動(dòng)靜壓軸承三維壓力及溫度場(chǎng)分布理論研究[J]. 張國(guó)淵,袁小陽(yáng). 潤(rùn)滑與密封. 2006(08)
[7]徑向空氣軸承壓力場(chǎng)的數(shù)值分析[J]. 劉賓,劉波. 世界制造技術(shù)與裝備市場(chǎng). 2006(01)
[8]液流通過(guò)節(jié)流孔的壓力場(chǎng)的仿真研究[J]. 程耕國(guó),程平,李受人. 計(jì)算機(jī)工程與科學(xué). 2005(11)
[9]動(dòng)靜壓支承軋輥軋機(jī)滑動(dòng)軸承油膜溫度場(chǎng)的分析與計(jì)算[J]. 李健,楊成仁,王優(yōu)強(qiáng),沈建坤. 鑄造技術(shù). 2004(11)
[10]活塞裙?jié)櫥湍囟葓?chǎng)有限元分析[J]. 孟凡明,張優(yōu)云. 內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào). 2004(06)
本文編號(hào):3040443
【文章來(lái)源】:哈爾濱理工大學(xué)黑龍江省
【文章頁(yè)數(shù)】:73 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題來(lái)源及研究的目的和意義
1.1.1 課題來(lái)源
1.1.2 研究的目的和意義
1.2 國(guó)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(chǎng)的研究現(xiàn)狀
1.2.4 油膜流場(chǎng)和壓力場(chǎng)研究現(xiàn)狀
1.3 主要研究?jī)?nèi)容及研究方案
1.3.1 主要研究?jī)?nèi)容
1.3.2 采用的研究方案和手段
1.3.3 問(wèn)題及解決的措施
第2章 重型靜壓軸承液體潤(rùn)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(diǎn)
2.3 重型靜壓軸承液體潤(rùn)滑
2.3.1 流體動(dòng)力潤(rùn)滑
2.3.2 彈性流體動(dòng)力潤(rùn)滑
2.3.3 流體靜力潤(rùn)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(jiǎn)化
3.3.3 流量計(jì)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(jì)算
3.4 本章小結(jié)
第4章 重型靜壓軸承流場(chǎng)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(jì)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(jiǎn)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(duì)油膜流場(chǎng)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(duì)油膜流場(chǎng)的影響
4.4.4 工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)速度對(duì)油膜流場(chǎng)的影響
4.4.5 結(jié)果對(duì)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(chǎng)仿真[J]. 邵俊鵬,張艷芹,韓桂華,倪世錢(qián). 系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2010(05)
[2]重型靜壓軸承扇形腔和圓形腔溫度場(chǎng)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(dòng)力學(xué)研究與進(jìn)展A輯. 2009(01)
[3]球磨機(jī)靜壓軸承靜態(tài)壓力場(chǎng)及流場(chǎng)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(bào). 2008(06)
[5]水潤(rùn)滑高速動(dòng)靜壓滑動(dòng)軸承數(shù)值模擬[J]. 張杰,郭宏升,牛犇,焦讓. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2008(06)
[6]水潤(rùn)滑動(dòng)靜壓軸承三維壓力及溫度場(chǎng)分布理論研究[J]. 張國(guó)淵,袁小陽(yáng). 潤(rùn)滑與密封. 2006(08)
[7]徑向空氣軸承壓力場(chǎng)的數(shù)值分析[J]. 劉賓,劉波. 世界制造技術(shù)與裝備市場(chǎng). 2006(01)
[8]液流通過(guò)節(jié)流孔的壓力場(chǎng)的仿真研究[J]. 程耕國(guó),程平,李受人. 計(jì)算機(jī)工程與科學(xué). 2005(11)
[9]動(dòng)靜壓支承軋輥軋機(jī)滑動(dòng)軸承油膜溫度場(chǎng)的分析與計(jì)算[J]. 李健,楊成仁,王優(yōu)強(qiáng),沈建坤. 鑄造技術(shù). 2004(11)
[10]活塞裙?jié)櫥湍囟葓?chǎng)有限元分析[J]. 孟凡明,張優(yōu)云. 內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào). 2004(06)
本文編號(hào):3040443
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