连退平整支承辊轴承腔内油雾流场的数值模拟及润滑效果的研究

发布时间：2020-07-30 20:24

【摘要】：油雾润滑技术是一种能连续有效地将油雾化为小颗粒的集中供油方式,由于其具有的独特优点,在国外已经运用的很广泛,国内运用的场合也越来越多。因此,很有必要对油雾润滑理论及其润滑规律展开深入的研究。譬如,重载轴承在泵腔里旋转的情况下,油雾在泵腔里是如何到达润滑点的?不同油雾供给量对泵腔里油雾流场及滚动轴承润滑效果的影响如何?相同油雾供给量下,轴承温升与轴承滚子生热率之间的关系如何?理论仿真结果与实际流场的差异有多大?这些都是工程人员在现场应用中所关心的问题。本课题就是以此背景下提出的,上述几个问题也就是本论文关心的问题。首先,本文根据对国内某钢铁公司油雾润滑的现场应用状况进行了详细的调查,根据调查结果对连退平整机轴承腔内流场的物理模型进行测绘,并根据测绘结果应用Pro/E软件对油雾的流体域空间进行实体建模。其次,应用专业网格划分软件Gambit对流体域实体模型进行网格划分,并进行符合工况的边界条件设置。最后,应用Fluent软件,在泵内轴转速不变以及两种供油量的情况下,分别针对轴承滚子生热率为10kW/m3、15kW/m3、20kW/m3、25kW/m3、30kW/m3、35kW/m3这6种情况下的流域温升进行数值模拟。通过对数值计算结果收敛的油雾速度矢量场、温度场和压力场进行分析,可以得出以下结论：随着滚子生热率的提高,泵内温度逐步升高,增大油雾供给量可以在一定程度增加油雾的散热能力,降低连退平整支承辊的温度；流体域空间内充满速度矢量,油雾跟随速度矢量场的方向运动。轴承腔的入口处有逆流的存在,上下出入孔速度矢量明显高于腔内其他流场速度矢量。越靠近旋转轴,由于气场的连带作用,流场的速度矢量就越大；润滑腔里形成微弱的正压,大部分空间为正压,但在出口处有负压存在,随着油雾供给量的增加,腔内正压提高,负压加大。
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TH117.2
【图文】：

原理流程图

图3.1CFD的原理流程图Fig.3.1ThePrinciPleflowofCFD通目前流体力学研究最常用的实验方法相比较，CFD的特点是:(1)CFD只使用计算机和CFD软件，所以花费低、周期短、损耗小，这是CFD的突出优势;(2)可以在计算机上方便地改变几何数据和流动条件，因此容易实现各种条件下的流动计算，也不存在洞壁干扰、支架干扰等的限制和影响;(3)可以给出流体运动区域内的离散解，定量给出各个物理量的流动参数，细致描述局部或总体的流场，定量刻画流动时间的变化，任意进行流场重构和诊断分析等;(4)目前，CFD还没有完全发展成熟，抽象出来的数学提法往往是十分复杂的多维非线性偏微分方程组，对其数值解的数学理论的研究尚不够充分，如严格的稳定性分析、误差估计、收敛性和唯一胜等理论的发展还不能提供完全可靠的数值解，还须进行验证确认等进一步的研究;(5)一些复杂的流动问题还缺乏可靠、有效的模型，如湍流、燃烧流动、真是气

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东北大学硕士学位论文第3章CFD软件概论体效应等。(6)在一些情况下，如复杂非定常流动公卜算、_直接数值模拟等，CFD的计算量巨大，超过了目前计算打L所能达到的水平。3.3GMBIT划分网格的特点Gambit是FLUENT专用的前处理软件包，专门用来为模拟生成网格模型。Gambit的主要功能有3个方面:构造几何模型、划分网格和指定边界。Gambit提供了多种网格单元，可根据用户要求，自动完成划分网格这项繁杂的工作。它可生成结构网格(如图3.2，3.7)、三作结构网格(如图3.5，3.8)和混合网格(如图3.9)等多种类型的网格，它有良好的自适应功能、能对网格进行细化和粗化，可变网格和滑移网格t30，37】。{{{{{{{{{111…)))1))))444444444444444

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