涡旋压缩机止推轴承表面微织构润滑特性模拟分析

发布时间：2020-04-10 21:42

【摘要】：涡旋压缩机因具有体积小、能耗低和效率高等良好特性,在制冷空调、动力工程等领域得到了广泛应用。涡旋压缩机在运行过程中使用止推轴承来支撑轴向力,维持涡旋盘的平稳运行,而止推轴承的润滑性能变差会使涡旋压缩机的工作效率下降,甚至会使止推轴承表面磨损失效,进而严重影响涡旋压缩机运行的可靠性。针对上述问题,本文采用数值模拟方法进行了涡旋压缩机止推轴承表面微织构对润滑性能影响的研究。本文基于计算流体动力学方法,仿真分析微织构对涡旋压缩机止推轴承润滑性能的影响。首先利用三维建模软件建立在止推轴承表面具有轴对称分布微织构时的计算域模型;使用ANSYS软件中的前处理软件ICEM CFD,应用其良好的网格划分技术对计算域模型划分出高质量的计算网格;然后利用求解器软件Fluent对涡旋压缩机止推轴承表面微间隙的计算域三维流场进行数值模拟计算,同时通过改变操作参数和微织构的几何参数、排列形式及结构形状,逐一对其进行数值模拟计算,求解出止推轴承表面油膜的压力分布,利用公式计算获得油膜的承载力;通过对比分析,得到适用参数范围内的涡旋压缩机运行工况和微织构的几何参数、排列形式及结构形状对止推轴承表面油膜承载力的影响规律。仿真结果表明:油膜最大承载力随主轴转速的增高而增大,且趋于呈线性关系的增大,随轴承间隙的增大而减小,当轴承间隙较小时,其影响结果越明显;在不同主轴转速和轴承间隙条件下,油膜最大承载力随微织构直径的增大而增加,随微织构深度的增加而先增大后减小,轴承间隙与微织构深度之间存在较优关系;微织构排列形式对油膜最大承载力具有一定影响,且存在一较优排列形式;对照各种微织构表面形状和截面形状的润滑性能,矩形微织构和圆弧形截面微织构具备较好的润滑性能。设计合理的微织构几何参数、排列形式和结构形状能够有效地提高轴承的润滑效果。
【图文】：

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家都非常重视此产品的研究，且美国和日本公开 80 年代起，我国才渐步开始研究涡旋压缩机，发展[2]。示，涡旋压缩机的主要零部件有动涡旋、静涡旋[3]。在其结构中，两涡旋盘是偏心一定距离并相得动涡旋盘与静涡旋盘上的涡旋齿多点啮合，从密闭的压缩空间[4]。其压缩过程为：曲轴驱动动旋齿壁由外向内不断移动，伴随着压缩腔也由外积不断减小，从而达到了气体压缩的目的，在此作腔会按照顺序周期性的压缩变化，则形成了涡整过程[5]。与同容量的往复式压缩机比较，，涡旋低和效率高等，在制冷空调、动力工程等领域得件加工精度要求高、摩擦副数量多、压缩气体冷

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、动力工程等工业领域必不可少的主要机械低噪、可靠性好、能耗较低的容积式压缩机存在着较多的优势，其应用较为普遍，然而被挖掘出来。由于涡旋压缩机的结构特点，旋盘与机架、曲轴与轴承及动涡旋与静涡旋不仅使涡旋压缩机的能耗增加，而且其摩擦性[7]。全面深入地分析涡旋压缩机各摩擦副础上改进摩擦副的润滑效果，可以为涡旋压理论参考。工作过程中，机架上止推轴承的主要作用是 1.2 所示。而止推轴承与动涡旋盘形成一对机的功耗，严重时会直接导致止推面磨损，工作。止推轴承润滑性能的优劣直接影响了
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TH45

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