小孔節(jié)流靜壓徑向空氣軸承承載力數(shù)值分析.pdf

1、空氣軸承是一種采用空氣作為潤滑介質(zhì)的新型軸承，能適用于高轉(zhuǎn)速機(jī)器，并具有旋轉(zhuǎn)精度高、磨損低、功耗低與壽命長的優(yōu)點。隨著機(jī)械轉(zhuǎn)子系統(tǒng)向著更高速與更高效的方向發(fā)展，能夠在高轉(zhuǎn)速條件下高效工作的空氣軸承受到了廣泛的重視，但是目前空氣軸承存在承載力較低、可靠性較差的問題，目前還不能大規(guī)模運用。本文以小孔節(jié)流靜壓空氣軸承為研究對象，采用數(shù)值模擬方法對影響空氣軸承承載力的主要因素進(jìn)行了分析研究，論文的主要工作如下：
　　首先基于一定的工程假設(shè)

2、，將三維的空氣軸承模型簡化為二維模型，結(jié)合氣體潤滑的控制方程，推導(dǎo)出等溫穩(wěn)態(tài)的Reynolds方程，并采用有限差分法、借助Matlab編程進(jìn)行離散求解，獲得二維的氣膜壓力場，對其進(jìn)行積分獲得空氣軸承承載力。
　　為了驗證有限差分法計算結(jié)果，論文同時采用有限體積法求解空氣軸承，借助UG創(chuàng)建幾何模型、ICEM CFD劃分結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格、Fluent數(shù)值計算，獲得三維的空氣軸承壓力場，獲得了空氣軸承氣膜壓力分布情況，并驗證了有限差分法計算結(jié)

3、果的正確性。
　　采用有限差分法分析討論對空氣軸承承載力可能產(chǎn)生影響的因素，包括偏心率、軸承間隙、供氣孔直徑、環(huán)境溫度、節(jié)流孔個數(shù)、供氣壓力。分析結(jié)果表明，不同因素對空氣軸承承載力影響不同，偏心率、軸承間隙及供氣壓力對空氣軸承承載力影響較大，偏心率越大、供氣壓力越大、軸承間隙越小，空氣軸承承載力越大，節(jié)流孔直徑及每圈節(jié)流孔個數(shù)因為實際工程限制存在較佳值，最佳節(jié)流孔直徑是0.2mm，最佳節(jié)流孔個數(shù)是8。
　　本文的工作可為小孔