螺旋槽水潤滑橡膠合金軸承動壓潤滑特性與動態(tài)接觸有限元仿真分析.pdf

1、水潤滑橡膠軸承由于其良好的潤滑性能，在船舶艉軸推進(jìn)系統(tǒng)，潛水泵，洗衣機等設(shè)備上得到了普遍的認(rèn)可和廣泛應(yīng)用。針對水潤滑軸承，在科學(xué)領(lǐng)域?qū)ζ溥M(jìn)行了多方面的研究，包括橡膠材料，內(nèi)部結(jié)構(gòu)，磨擦學(xué)特性等。
　　 螺旋槽水潤滑橡膠合金軸承是重慶大學(xué)王家序教授在對水潤滑橡膠軸承多年的研究基礎(chǔ)上，對其進(jìn)行結(jié)構(gòu)創(chuàng)新得出的新型水潤滑軸承。比普通的直槽結(jié)構(gòu)的水潤滑橡膠軸承制作工藝復(fù)雜，而其性能也有了很大的改進(jìn)。
　　 論文結(jié)合動壓潤滑機理，對

2、螺旋槽水潤滑橡膠合金軸承的動壓特性進(jìn)行了研究。首先根據(jù)軸承安裝間隙和螺旋槽橡膠面結(jié)構(gòu)，確定了其內(nèi)部流場在穩(wěn)定工況下的具體形貌，借助專業(yè)的流體計算軟件ANSYS CFX對橡膠合金軸承運行過程中的內(nèi)部流場進(jìn)行了詳細(xì)的分析，研究了不同的轉(zhuǎn)速，不同偏心率，不同過渡圓角，不同螺旋角度，不同供水量，不同溝槽數(shù)目等對流體動壓域內(nèi)壓力分布，承載力，流場速度的影響。然后對流場中出現(xiàn)的漩渦進(jìn)行詳細(xì)分析，對漩渦理論進(jìn)行了驗證。
　　 由于在工作過程中

3、，流場內(nèi)部不可能是理想狀況下的純凈水，必然含有不同泥沙等顆粒。論文根據(jù)實際情況，在前人研究基礎(chǔ)上，將含有泥沙顆粒等的流場描述成為了流體-固體二相流流場。根據(jù)二相流和顆粒侵蝕磨損理論，對由泥沙顆粒可能對橡膠造成的侵蝕磨損進(jìn)行了對比分析。對磨損有可能發(fā)生的位置，大小進(jìn)行了初步的預(yù)測，結(jié)合漩渦理論，論證了流場中的漩渦對于排除污染顆粒作用。
　　 由于橡膠在流場壓力作用下會產(chǎn)生變形，進(jìn)而改變了流場的穩(wěn)定形貌，進(jìn)而使得流場的動壓潤滑特性發(fā)

4、生變化。在此種情況下，引入流固耦合計算模型，研究流場動壓性能對橡膠變形的影響。
　　 實際工作過程中，運動軸由于外伸端受到來自身和外界復(fù)雜的力學(xué)工況，有可能有短暫的集中力沖擊情況。橡膠的作用就是用來對沖擊進(jìn)行緩沖。因此，借助ABAQUS對不同溝槽數(shù)目和不同沖擊載荷下的動態(tài)接觸進(jìn)行了仿真分析，得到了多溝槽數(shù)目有利于緩沖沖擊，橡膠短暫緩沖作用下，會產(chǎn)生回彈，從而恢復(fù)形貌。
　　 論文內(nèi)容得到國家自然科學(xué)基金面上項目“大尺寸高