動靜壓混合軸承設(shè)計及油膜承載能力分析.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，人們對旋轉(zhuǎn)機(jī)械需求越來越趨向于高速和大功率，對軸承各方面的性能要求越來越高，因此出現(xiàn)了動靜壓混合軸承，它吸收了動壓和靜壓軸承各自的優(yōu)點，具有承載力高、剛度大、油膜阻尼大等特點。這種軸承適用于超高速磨削機(jī)床。但是到目前為止，其在結(jié)構(gòu)設(shè)計、機(jī)構(gòu)尺寸等方面還沒有建立一套較為完整的設(shè)計方法，更沒有比較統(tǒng)一的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范，設(shè)計技術(shù)的不成熟而導(dǎo)致其應(yīng)用具有局限性。另一方面，由于動靜壓混合軸承采用液壓油，當(dāng)在高速工況下工作時

2、，發(fā)熱量較大，隨著潤滑油溫度的升高會導(dǎo)致油膜承載力下降，從而導(dǎo)致機(jī)床加工精度的降低。
　　本文通過參考動壓軸承、靜壓軸承及動靜壓混合軸承的最新研究成果和基本理論，建立動靜壓混合軸承結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計方法。借助于計算流體力學(xué)知識，采用計算機(jī)求解方法對動靜壓混合軸承進(jìn)行仿真分析。首先以東北大學(xué)超高速磨削實驗臺主軸的液體動靜壓混合軸承為研究對象，應(yīng)用GAMBIT對軸承油膜進(jìn)行建模，劃分網(wǎng)格，并設(shè)置邊界條件。再通過導(dǎo)入FLUENT，對模型設(shè)置邊

3、界條件參數(shù)，經(jīng)過迭代計算后，得到模型的壓力場和溫度場。
　　結(jié)果表明:從壓力分布的云圖可以看出，動靜壓混合軸承做高速旋轉(zhuǎn)時，在油腔處存在明顯的低壓區(qū)，同時高壓區(qū)分布在油腔靠外緣位置;隨著轉(zhuǎn)速不斷的增加，壓力不斷上升，油膜承載力隨之不斷的增加。當(dāng)速度達(dá)到一定時，進(jìn)油口將發(fā)生倒流，壓力的上升受到限制，油膜承載能力增加緩慢。從溫度分布的云圖可以看出，隨著轉(zhuǎn)速的升高，軸承中油膜的溫度隨之升高，但是溫度梯度卻在逐漸下降，均化作用明顯。尤其是