快堆鈉泵導(dǎo)軸承的潤滑介質(zhì)、工作原理以及潤滑狀態(tài)與傳統(tǒng)滑動(dòng)軸承均有顯著不同,目前關(guān)于該類軸承的研究鮮有報(bào)道。為對鈉泵導(dǎo)軸承設(shè)計(jì)和運(yùn)行維護(hù)提供理論支撐,為以某快堆鈉泵工程樣機(jī)的內(nèi)反饋軸承為研究對象,考慮紊流和動(dòng)靜壓耦合關(guān)系等因素,建立了其潤滑分析模型,采用自編有限元程序求解得到了典型工況下軸承的動(dòng)靜特性,分析了工況參數(shù)與關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)對其潤滑特性的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn):鈉液黏度低、密度大,紊流對液膜的潤滑性能具有重要影響;當(dāng)偏心率小于0.6時(shí),主要由靜壓起主導(dǎo)作用,當(dāng)偏心率大于0.6時(shí),動(dòng)壓作用不可忽略,非線性效應(yīng)增強(qiáng);間隙增加最小油膜厚度線性增加、流量顯著加大、穩(wěn)定性下降;入口揚(yáng)程增加,靜壓作用增強(qiáng),流量增加,穩(wěn)定性增強(qiáng),典型工況下入口揚(yáng)程應(yīng)大于50 m才能保證軸承的高可靠性。 

【文章來源】：機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2020,56(21)北大核心

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

網(wǎng)格與邊界條件1.4壓力耦合關(guān)系

月2020年11月裴世源等：快堆鈉泵動(dòng)靜壓導(dǎo)軸承潤滑特性分析33布保持一致，在局部位置會存在少許壓力存在局部的小幅度誤差�？傮w來說，數(shù)值結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果吻合良好，驗(yàn)證了計(jì)算程序的正確性。表3軸承幾何與工況參數(shù)項(xiàng)目內(nèi)容直徑/mm100寬度/mm68.4間隙/mm0.068預(yù)負(fù)荷0.524瓦塊包角/(°)140瓦塊數(shù)量2轉(zhuǎn)速/(r/min)3500載荷/kN6載荷方向/(°)270潤滑油牌號VG46供油溫度/℃43供油壓力/MPa0.17圖4動(dòng)壓軸承壓力分布圖5動(dòng)壓軸承中心線周向壓力分布3結(jié)果與討論3.1輸入條件某快堆鈉泵工程樣機(jī)內(nèi)反饋動(dòng)靜壓軸承的幾何參數(shù)如表4所示，3種典型運(yùn)行工況如表5所示。軸承額定轉(zhuǎn)速為990r/min，可在25%～110%變動(dòng)。額定工作溫度308℃，最高可達(dá)512℃。液態(tài)鈉的密度為949.7kg/m3，比熱容為1300J/(kg/K)，運(yùn)動(dòng)黏度隨溫度的變化規(guī)律如圖6所示。由圖可見，在工作區(qū)間內(nèi)鈉液的黏度遠(yuǎn)小于常溫水的黏度。表4幾何參數(shù)項(xiàng)目數(shù)值直徑/mm440總寬度/mm835半徑間隙/mm0.3反饋腔包角/(°)19.68反饋腔寬度/mm39工作腔包角/(°)11.48工作腔寬度/mm253工作腔與反饋腔數(shù)量8轉(zhuǎn)子分配質(zhì)量/t10表5工況參數(shù)工況編號123載荷/N800011000500轉(zhuǎn)速/(r/min)9901100250入口溫度/℃308308512入口揚(yáng)程/m93.90115.106.17出口揚(yáng)程/m1.711.711.71圖6液態(tài)鈉物理特性3.2軸承流場狀態(tài)本文首先研究不同潤滑膜流動(dòng)狀態(tài)對軸承靜動(dòng)特性的影響。針對本項(xiàng)目中內(nèi)反饋動(dòng)靜壓軸承，分別使用層流及紊流兩種模型計(jì)算軸承的各項(xiàng)動(dòng)靜特性參數(shù)。取工況1

月2020年11月裴世源等：快堆鈉泵動(dòng)靜壓導(dǎo)軸承潤滑特性分析33布保持一致，在局部位置會存在少許壓力存在局部的小幅度誤差�？傮w來說，數(shù)值結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果吻合良好，驗(yàn)證了計(jì)算程序的正確性。表3軸承幾何與工況參數(shù)項(xiàng)目內(nèi)容直徑/mm100寬度/mm68.4間隙/mm0.068預(yù)負(fù)荷0.524瓦塊包角/(°)140瓦塊數(shù)量2轉(zhuǎn)速/(r/min)3500載荷/kN6載荷方向/(°)270潤滑油牌號VG46供油溫度/℃43供油壓力/MPa0.17圖4動(dòng)壓軸承壓力分布圖5動(dòng)壓軸承中心線周向壓力分布3結(jié)果與討論3.1輸入條件某快堆鈉泵工程樣機(jī)內(nèi)反饋動(dòng)靜壓軸承的幾何參數(shù)如表4所示，3種典型運(yùn)行工況如表5所示。軸承額定轉(zhuǎn)速為990r/min，可在25%～110%變動(dòng)。額定工作溫度308℃，最高可達(dá)512℃。液態(tài)鈉的密度為949.7kg/m3，比熱容為1300J/(kg/K)，運(yùn)動(dòng)黏度隨溫度的變化規(guī)律如圖6所示。由圖可見，在工作區(qū)間內(nèi)鈉液的黏度遠(yuǎn)小于常溫水的黏度。表4幾何參數(shù)項(xiàng)目數(shù)值直徑/mm440總寬度/mm835半徑間隙/mm0.3反饋腔包角/(°)19.68反饋腔寬度/mm39工作腔包角/(°)11.48工作腔寬度/mm253工作腔與反饋腔數(shù)量8轉(zhuǎn)子分配質(zhì)量/t10表5工況參數(shù)工況編號123載荷/N800011000500轉(zhuǎn)速/(r/min)9901100250入口溫度/℃308308512入口揚(yáng)程/m93.90115.106.17出口揚(yáng)程/m1.711.711.71圖6液態(tài)鈉物理特性3.2軸承流場狀態(tài)本文首先研究不同潤滑膜流動(dòng)狀態(tài)對軸承靜動(dòng)特性的影響。針對本項(xiàng)目中內(nèi)反饋動(dòng)靜壓軸承，分別使用層流及紊流兩種模型計(jì)算軸承的各項(xiàng)動(dòng)靜特性參數(shù)。取工況1

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]一種鈉冷快堆核主泵動(dòng)靜壓導(dǎo)軸承間隙流體動(dòng)力特性分析[J]. 張凌峰,孫見君,馬晨波,張玉言.  排灌機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2019(05)
[2]二回路系統(tǒng)鈉泵流體動(dòng)靜壓混合潤滑軸承的潤滑機(jī)制及動(dòng)力學(xué)特性[J]. 陳汝剛,解忠良,饒柱石,塔娜,焦春曉,劉翎.  潤滑與密封. 2017(08)
[3]600 MW示范快堆（CFR600）技術(shù)進(jìn)展[J]. 楊紅義,劉一哲,楊勇,劉兆陽,李海生,吳強(qiáng),孫曉福,楊曉燕,馬建明,劉晨,過明亮.  中國原子能科學(xué)研究院年報(bào). 2015(00)
[4]內(nèi)反饋靜壓軸承原理及設(shè)計(jì)計(jì)算[J].   磨床與磨削. 1976(03)

博士論文
[1]中國實(shí)驗(yàn)快堆鈉泵故障診斷系統(tǒng)的開發(fā)研究[D]. 馮俊婷.中國原子能科學(xué)研究院 2003



本文編號：3050052