本文關(guān)鍵詞：基于流固耦合的大型球磨機(jī)靜壓軸承性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：靜壓軸承以承載能力高與使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用到大型球磨機(jī)等重型礦用設(shè)備。然而,在靜壓軸承運(yùn)轉(zhuǎn)過程中,軸承安裝誤差、中空軸變形等因素造成的潤滑油碳化、軸瓦表面膠合等燒瓦問題時有發(fā)生,降低了靜壓軸承的可靠性。靜壓軸承的失效將導(dǎo)致磨機(jī)整機(jī)停機(jī),造成嚴(yán)重的生產(chǎn)事故和經(jīng)濟(jì)損失。因此,研究靜壓軸承流場、油膜完整性、靜動態(tài)剛度對大型磨機(jī)靜壓軸承的設(shè)計具有重要的工程應(yīng)用前景。本文研究內(nèi)容依托國家自然科學(xué)基金項目(NO.51265020)“多場耦合條件下中空軸式重載靜壓軸承設(shè)計理論與方法”,對中空軸、開式靜壓軸承等結(jié)構(gòu)變形與油膜特性之間的耦合作用機(jī)理進(jìn)行研究。分析了軸承工作載荷、中空軸偏轉(zhuǎn)等因素對油膜壓力、厚度、剛度的影響,形成用于研究中空軸式重載靜壓軸承流固耦合仿真分析方法。主要研究內(nèi)容如下:(1)通過對球磨機(jī)整機(jī)模型進(jìn)行簡化、劃分網(wǎng)格、設(shè)置材料參數(shù)建立了磨機(jī)靜壓軸承單向流固耦合仿真模型,對磨機(jī)不同工況進(jìn)行受力分析,求得了靜壓軸承工作載荷,確定了流固耦合分析邊界條件。(2)結(jié)合靜壓軸承油膜CFD仿真結(jié)果與靜壓軸承有限元接觸模型對靜壓軸承進(jìn)行單向流固耦合分析。對滿載靜止工況下的油膜進(jìn)行CFD仿真求解,將油膜壓力作為靜壓軸承載荷之一對靜壓軸承進(jìn)行單向流固耦合分析,獲得了軸瓦(軸襯)、軸承座的應(yīng)力分布,軸襯與軸承座的接觸狀態(tài),回轉(zhuǎn)體應(yīng)力與變形分布規(guī)律。結(jié)果表明中空軸兩端面最大變形量相差0.2 mm,接近最小油膜厚度。(3)形成了一種靜壓軸承雙向流固耦合仿真分析方法。分析了靜壓軸承工作載荷、中空軸偏轉(zhuǎn)角對油膜壓力的影響規(guī)律,與油膜CFD仿真結(jié)果進(jìn)行對比,在油膜軸向?qū)ΨQ面上,雙向流固耦合計算得到的油膜壓力明顯大于CFD計算結(jié)果;對油膜厚度的分析表明中空軸、軸瓦的變形對油膜厚度影響較大,在油腔位置油膜厚度處于較安全范圍,在靠近軸向與周向封油邊附近油膜厚度處于較危險范圍。(4)總結(jié)了靜壓軸承油膜剛度的求解方法與影響因素。對不同節(jié)流方式下的油膜靜剛度進(jìn)行了理論計算分析,結(jié)果顯示:在相同情況下,小孔節(jié)流比毛細(xì)管節(jié)流靜剛度大,靜壓軸承偏心率小時靜剛度大。采用擾動位移法對不同載荷、中空軸偏轉(zhuǎn)角、軸承間隙下的油膜動剛度系數(shù)進(jìn)行了分析,結(jié)果表明上述參數(shù)的改變對油膜動剛度系數(shù)有較大影響。本文通過大型球磨機(jī)靜壓軸承的流固耦合仿真分析,得到了油膜壓力、厚度分布規(guī)律及油膜剛度,為大型球磨機(jī)靜壓軸承的設(shè)計供了參考依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：球磨機(jī) 靜壓軸承 流固耦合 油膜厚度 油膜剛度
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH133.36
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 研究背景及意義11-12
• 1.2 靜壓軸承應(yīng)用國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 流固耦合方法國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.4 主要研究內(nèi)容16-19
• 第2章 大型球磨機(jī)靜壓軸承載荷計算19-25
• 2.1 靜壓軸承承載原理19-20
• 2.2 靜壓軸承載荷計算20-24
• 2.2.1 滿載靜止工況21
• 2.2.2 正常運(yùn)轉(zhuǎn)工況21-24
• 2.2.3 滿載啟動工況24
• 2.3 本章小節(jié)24-25
• 第3章 大型球磨機(jī)靜壓軸承單向流固耦合分析25-39
• 3.1 流固耦合仿真模型的建立25-28
• 3.1.1 油膜網(wǎng)格模型25-26
• 3.1.2 靜壓軸承與回轉(zhuǎn)體網(wǎng)格模型26-28
• 3.2 靜壓軸承油膜CFD仿真分析28-30
• 3.2.1 控制方程及基本假設(shè)28
• 3.2.2 結(jié)果分析28-30
• 3.3 靜壓軸承單向流固耦合分析30-32
• 3.4 回轉(zhuǎn)體單向流固耦合分析32-38
• 3.4.1 載荷施加方案的確定32-34
• 3.4.2 約束施加方案的確定34-35
• 3.4.3 結(jié)果分析35-38
• 3.5 本章小節(jié)38-39
• 第4章 大型球磨機(jī)靜壓軸承彈性變形與油膜特性耦合分析39-61
• 4.1 雙向流固耦合仿真分析方法39-43
• 4.1.1 控制方程40-41
• 4.1.2 流固耦合邊界網(wǎng)格劃分要點(diǎn)41-42
• 4.1.3 收斂準(zhǔn)則42-43
• 4.2 模型簡化與邊界條件43-44
• 4.3 油膜壓力分析44-50
• 4.3.1 載荷對油膜壓力的影響44-47
• 4.3.2 中空軸偏轉(zhuǎn)角對油膜壓力的影響47-50
• 4.4 油膜厚度分析50-57
• 4.4.1 載荷對油膜厚度的影響50-54
• 4.4.2 中空軸偏轉(zhuǎn)角對油膜厚度的影響54-57
• 4.5 流量及功耗分析57-60
• 4.5.1 載荷對流量及液壓功耗的影響58-59
• 4.5.2 中空軸偏轉(zhuǎn)角對流量的影響59
• 4.5.3 中空軸轉(zhuǎn)速對主軸摩擦功耗的影響59-60
• 4.6 本章小節(jié)60-61
• 第5章 大型球磨機(jī)靜壓軸承油膜剛度分析61-71
• 5.1 靜壓軸承油膜靜剛度分析61-64
• 5.1.1 毛細(xì)管節(jié)流式油膜靜剛度61-62
• 5.1.2 小孔節(jié)流式油膜靜剛度62-63
• 5.1.3 結(jié)果分析63-64
• 5.2 靜壓軸承油膜動剛度的確定方法64-67
• 5.3 油膜動剛度的影響規(guī)律分析67-70
• 5.3.1 載荷大小的影響67-68
• 5.3.2 中空軸偏轉(zhuǎn)的影響68-69
• 5.3.3 軸承間隙的影響69-70
• 5.4 本章小節(jié)70-71
• 第6章 結(jié)論與展望71-73
• 6.1 結(jié)論71-72
• 6.2 不足與展望72-73
• 參考文獻(xiàn)73-79
• 致謝79

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 周浩兵;潘愛瓊;胡小靜;郭瑞杰;;基于Fluent的液體徑向靜壓軸承油膜流場靜態(tài)性能分析[J];煤礦機(jī)械;2016年01期

2 江桂云;王勇勤;嚴(yán)興春;劉志芳;;基于小孔節(jié)流的靜壓油膜軸承動態(tài)特性分析[J];機(jī)械設(shè)計;2014年07期

3 張艷芹;范立國;李銳;戴春喜;于曉東;;Simulation and experimental analysis of supporting characteristics of multiple oil pad hydrostatic bearing disk[J];Journal of Hydrodynamics;2013年02期

4 張艷芹;陳瑤;范立國;李銳;;四種油腔形狀重型靜壓軸承承載性能理論分析[J];哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報;2013年02期

5 TAO Li-li;DU Guang-sheng;LIU Li-ping;LIU Yong-hui;SHAO Zhu-feng;;Experimental study and finite element analysis of wind-induced vibration of modal car based on fluid-structure interaction[J];Journal of Hydrodynamics;2013年01期

6 陳鋒;王春江;周岱;;流固耦合理論與算法評述[J];空間結(jié)構(gòu);2012年04期

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

8 沈棟平;郭波;王發(fā)峰;;基于ANSYS 12.0的靜壓軸承雙向流固耦合分析[J];軸承;2012年07期

9 姚方;馬希直;;輥壓機(jī)液體靜壓軸承的設(shè)計及性能研究[J];潤滑與密封;2012年04期

10 ;THE EFFECT OF OIL CAVITY DEPTH ON TEMPERATURE FIELD IN HEAVY HYDROSTATIC THRUST BEARING[J];Journal of Hydrodynamics;2011年05期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 楊一鳴;高速曲軸磨床液體靜壓軸承設(shè)計與特性分析[D];華中科技大學(xué);2015年

2 廖靜;基于流固耦合的水潤滑橡膠軸承潤滑特性研究[D];重慶大學(xué);2014年

3 趙春明;大功率高精密硬車削液體靜壓電主軸熱態(tài)特性研究及流—固耦合分析[D];廣東工業(yè)大學(xué);2014年

4 李夢陽;圓錐液體靜壓軸承熱態(tài)性能研究[D];中國工程物理研究院;2014年

5 李珂;固定節(jié)流式液體靜壓軸承性能優(yōu)化設(shè)計及計算機(jī)輔助設(shè)計[D];華南理工大學(xué);2013年

6 吳斌;基于流固耦合方法的氣浮軸承剛度優(yōu)化設(shè)計與實驗[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

7 梁東明;大型球磨機(jī)靜壓軸承的承載能力分析及結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化[D];東北大學(xué);2012年

8 周巡;動靜壓軸承加工質(zhì)量及彈性變形對其性能的影響研究[D];重慶大學(xué);2012年

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

10 孫運(yùn)會;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

  本文關(guān)鍵詞：基于流固耦合的大型球磨機(jī)靜壓軸承性能研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：308328