小孔式水润滑动静压滑动轴承弹流润滑研究

发布时间：2020-11-18 20:19

　　 环境友好型水润滑介质相较于传统润滑介质的理化性能区别很大,当水作为轴承润滑介质时轴承承载能力较低且在启动、制动过程中容易烧伤轴瓦。本文结合动静压协同润滑承载机制,建立了小孔式水润滑动静压滑动轴承的无限长弹流理论模型,研究了在动静压协同润滑条件下水润滑滑动轴承弹流润滑的相关问题,分别探讨了水润滑动静压滑动轴承供水压力波动、接触区最高温度控制、环境温度变化、润滑剂污染等方面的弹流润滑问题。首先,建立了动静压协同润滑模型和水润滑滑动轴承的弹流几何模型,考虑了小孔式水润滑动静压滑动轴承节流装置为滑动轴承提供的静压支承作用。研究了在等温条件下供水压力对小孔式水润滑动静压滑动轴承的弹流影响;比较了由于节流装置的不稳定性而导致的不同形式的供水压力波动对轴承接触区压力、膜厚的影响;分析了波动供水压力下转速和载荷对弹流润滑的影响;近似得到了不同工况下压力波动的控制依据。其次,采用考虑热效应的Reynolds方程,建立小孔式水润滑动静压滑动轴承的弹流润滑模型。研究了恒定供水压力下当润滑剂局部最高温度达到某一临界值时不同的速度、载荷数值配比组合,并绘制出以上速度、载荷所组成的临界温度曲线;分析了润滑介质、轴瓦材料以及供水压力变化对临界温度曲线的影响。然后,考虑了小孔式水润滑动静压滑动轴承工作环境温度的变化,建立了考虑外界环境温度变化的轴承接触区弹流润滑模型。通过对接触区温度边界的控制,利用多重网格算法对季节、地域以及外部降温等实际轴承工况进行模拟,研究了环境温度变化对承载区温度场的影响。而后,考虑了极端工况下润滑剂污染的实际情况,建立了污染物进入小孔式水润滑动静压滑动轴承润滑系统后的弹流模型。分析了污染物的应力偶作用;探讨了污染物在高速离心作用下流体动压变化机理;研究了速度参数对受污染润滑剂的黏度变化影响。最后,模拟了在极高速工况下,润滑剂中的污染物受离心作用附着在轴瓦上的情况,建立了污染物离心附着的弹流模型。研究了污染物离心附着现象对轴瓦表面纹理的影响以及接触区润滑膜的压力、膜厚变化;分析了由于污染物离心附着堵塞进水孔对接触区润滑膜压力、膜厚的影响;探究了污染物附着层对接触区温度场的影响。
【学位单位】：青岛理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TH133.3
【部分图文】：

通过对 Reynolds 方程的修改来体现固体表面粗，在 Reynolds 方程中体现流体压力的动态变化，的稀化效应则利用 Carreau 提出的黏度模型来表示时，则需要结合广义 Reynolds 方程和 Greenwood力、膜厚变化。下图 1-1 是文献[29]得到的一些数拟结果和实验结果对比[29] (b) 考虑粗糙度后膜

青 岛 理 工 大 学 工 程 硕 士 ( 全 日 制 ) 学 位 论 文数学模型水润滑动静压滑动轴承示意图出了小孔式水润滑动静压滑动轴承的示意图，它是由隙缝来，在设计理念上可以认为是将隙缝式动静压轴承隙缝到小孔，充分利用动静压轴承的周向动压效应。小孔式承载机制是以轴承的动压效应为主，利用较小的静压力，充分发挥轴承动压和静压两方面的优良特性。小孔式周向小孔呈不均匀分布状态而且小孔孔径大小也可以不控极端工况下的油膜振荡现象，提高轴承的动特性，小程度上避免小孔完全被堵塞的危害，保证了轴承的静特

图 2-2 小孔式水润滑动静压滑动轴承弹流润滑模型及其等效线接触模型L model and equivalent line contact mode of hole-entry water-lubricated hybearing：R1、R2、R 分别为轴颈半径、轴承半径及轴颈与轴承的综合半径表达式为 R=R1R2/(R2-R1)；h、h0分别为小孔式水润滑接触区润滑膜的膜厚和中心膜厚。润滑基本方程ynolds 方程虑温度变化时的 Reynolds 方程[92]表达式： 312d h dpd hUdx dx dx
【参考文献】

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本文编号：2889159