新型軋機(jī)油膜軸承磁流體潤滑理論與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、油膜軸承作為軋機(jī)的支撐軸承已經(jīng)獲得了較成功的應(yīng)用，其工作時利用巴氏合金內(nèi)表面與軋輥的外表面所形成的油膜支撐外載。磁流體具有磁性和流動性兩種特性，并能夠通過改變磁場強(qiáng)度大小與方向來改變磁流體的粘度。本課題利用磁流體，智能控制潤滑油的粘度，適應(yīng)不同的軋制力，改善油膜軸承潤滑環(huán)境，延長油膜軸承使用壽命，同時還能提高油膜軸承的密封能力。
　　本課題基于磁流體潤滑理論和油膜軸承潤滑理論，探討了磁流體潤滑油膜軸承動力潤滑理論。分析了磁流體動力

2、潤滑的磁流體力學(xué)方程組，給出了不同坐標(biāo)系下的磁流體力學(xué)方程組。利用VB.NET開發(fā)了油膜軸承磁流體潤滑油膜分析系統(tǒng)，應(yīng)用ANSYS分析了磁流體潤滑油膜軸承油膜的特性，為油膜軸承的進(jìn)一步理論計(jì)算和仿真模擬開拓了一條新思路。下面將本課題研究的主要內(nèi)容簡述如下:
　　首先，通過電磁學(xué)三大方程與流體力學(xué)三大方程，再加上本構(gòu)方程推導(dǎo)出磁流體動力學(xué)潤滑方程組，給出了積分形式和微分形式的磁流體力學(xué)方程組，同時導(dǎo)出了不同坐標(biāo)系下的磁流體力學(xué)方程組

3、。磁流體方程組將流場與磁場聯(lián)系起來，流場通過速度場對磁場產(chǎn)生影響，而磁場通過磁感應(yīng)強(qiáng)度與流場發(fā)生關(guān)系。此外，給出了磁流體力學(xué)方程組的邊界條件與初始條件，并對方程組進(jìn)行了無量綱化，以便于方程組的求解。
　　其次，本文將VB.NET、ANSYS Mechanical、ANSYS CFX完美結(jié)合，通過APDL語言和CEL語言編寫內(nèi)部分析程序，實(shí)現(xiàn)了磁流體潤滑油膜軸承油膜的數(shù)值模擬，開發(fā)了磁流體潤滑油膜軸承油膜分析系統(tǒng)。利用該分析系統(tǒng)可以

4、大大減少油膜軸承數(shù)值模擬的分析時間，節(jié)省了人力資源，減少了設(shè)計(jì)成本，為油膜軸承的設(shè)計(jì)提供了科學(xué)的設(shè)計(jì)方法與設(shè)計(jì)參數(shù)。采用基于有限元法的有限體積法對油膜軸承磁流體潤滑油膜進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算，對不同潤滑環(huán)境、不同工況，分別求解出了油膜溫度場分布、油膜壓力場分布以及其它油膜特性。
　　最后，根據(jù)油膜數(shù)值計(jì)算結(jié)果，利用油膜軸承試驗(yàn)臺和粘度儀，對磁流體潤滑油膜軸承進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本與數(shù)值計(jì)算結(jié)果匹配。證實(shí)了磁流體潤滑油膜軸承確實(shí)可以增