新型無(wú)錐套油膜軸承潤(rùn)滑機(jī)理與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、新型無(wú)錐套油膜軸承有別于多年來(lái)支撐輥油膜軸承一直采用的錐形錐套和巴氏合金襯套設(shè)計(jì),該類軸承直接在輥頸上運(yùn)轉(zhuǎn),軸與軸瓦直接裝配,形成一對(duì)摩擦副。油膜軸承工作時(shí)依靠襯套與軋輥表面的油膜承受載荷,軸承是否均載取決于油膜壓力的均勻性,為此,應(yīng)從理論角度合理分析軸承潤(rùn)滑狀況,應(yīng)用數(shù)值方法(有限差分法、有限元法和邊界元法)分析油膜的壓力、溫度和膜厚等特性參數(shù)的分布規(guī)律,繼而判斷軸承的受載情況,根據(jù)軸承受載改進(jìn)軸承結(jié)構(gòu),最終力求油膜壓力均勻、軸承均載

2、,所以杜絕油膜的過(guò)早破裂,延長(zhǎng)軸瓦的壽命,對(duì)油膜軸承潤(rùn)滑性能的研究顯得尤為重要。 本課題采用基于流體動(dòng)力學(xué)理論的有限元算法,探討了低速工況下無(wú)錐套動(dòng)壓油膜軸承的油膜潤(rùn)滑性能計(jì)算方法,為動(dòng)壓及動(dòng)靜壓無(wú)錐套油膜軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算提供了理論依據(jù)。本文主要對(duì)預(yù)裝在四輥可逆軋機(jī)上的支撐輥上的無(wú)錐套動(dòng)壓油膜軸承潤(rùn)滑性能進(jìn)行研究,并應(yīng)用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)軟件對(duì)油膜進(jìn)行三維油膜流場(chǎng)分析,為動(dòng)壓軸承潤(rùn)滑分析開拓出一個(gè)新的思路。 論文研究?jī)?nèi)容簡(jiǎn)述如

3、下： 1.在理論分析過(guò)程中,首先建立了計(jì)算壓力場(chǎng)分布的油膜數(shù)學(xué)模型,在合理假設(shè)的前提下,得到了油膜間隙中液體流動(dòng)的控制方程即簡(jiǎn)化的納維-斯托克斯方程及邊界條件；然后采用有限元分析軟件ANSYS的高級(jí)流體動(dòng)力學(xué)模塊對(duì)油膜的流場(chǎng)進(jìn)行了有效的計(jì)算流體力學(xué)數(shù)值模擬,針對(duì)不同工況解出油膜的壓力分布、速度分布、溫度分布、承載能力和流量,無(wú)錐套油膜軸承的初始參數(shù)是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值大小來(lái)確定的。 2.利用流固耦合方法模擬分析了軸瓦的變形和應(yīng)力

4、,指出油膜壓力將引起襯套的彈性變形,從而改變了軸與軸承的間隙,引起了膜厚的變化,導(dǎo)致油膜的壓力分布發(fā)生變化,油膜的邊界條件不再是幾何邊界條件。 3.基于數(shù)值模擬分析結(jié)果,本文還重點(diǎn)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究以及相關(guān)問(wèn)題的分析。運(yùn)用計(jì)算得出的最優(yōu)解,會(huì)同一系列的實(shí)驗(yàn)得到的測(cè)試數(shù)據(jù),分析了各種參數(shù)對(duì)油膜性能的影響規(guī)律。 文中基于計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)的三維油膜潤(rùn)滑分析為油膜軸承的油膜流場(chǎng)及油膜壓力數(shù)值分析計(jì)算提供了依據(jù),同時(shí)對(duì)三維油膜流場(chǎng)的計(jì)算