油气润滑参数与高速轴承热平衡关系研究

发布时间：2021-08-19 18:21

　　滚动轴承是机械工业领域重要的零部件,随着我国工业的不断发展,轴承的应用越来越广泛,轴承的转速也在不断提高。在轴承高速旋转时,滚动体与内外圈之间会出现打滑现象,滚动体与内外圈之间的摩擦就会加剧,致使轴承温度快速升高。若轴承得不到充分的润滑,过高的温度会使滚道表面损伤,严重时甚至引起轴承滚道剥落,致使轴承瞬间失效,对生产安全造成严重威胁。油气润滑作为先进润滑技术的代表,由于其润滑性能好、对空气污染小以及适用轴承转速高等优点,广泛应用到高速滚动轴承的润滑中。虽然油气润滑已经在多数关键零部件的润滑中有所应用,但在油气润滑下高速滚动轴承的温度场分布以及润滑参数对轴承温升的影响特性仍有待进一步研究。本文基于滚动轴承摩擦学与两相流理论,以油气润滑条件下高速角接触球轴承为研究对象,建立了油气润滑输油管与喷嘴的油膜分布仿真模型以及高速滚动轴承与流体域之间的温度场仿真模型。利用流体仿真软件Fluent对油气润滑条件下输油管内油膜的流动状态以及高速角接触球轴承与流体域的温度场分布进行了数值分析,并研究了供油量、润滑油粘度、供气压力、喷嘴个数、转速和预紧力对轴承温升的影响。研究结果表明,油气润滑条件下,油气润... 

【文章来源】：河南科技大学河南省

【文章页数】：91 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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第1章 绪论
    1.1 课题研究的背景与意义
    1.2 高速滚动轴承油气润滑系统
        1.2.1 高速滚动轴承润滑概述
        1.2.2 油气润滑系统概述
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 油气润滑研究现状
        1.3.2 轴承温度场研究现状
    1.4 课题来源及研究内容
    1.5 本章小结
第2章 基于VOF模型的油气润滑环状流特性研究
    2.1 计算流体力学求解过程
    2.2 油气润滑理论基础
        2.2.1 弹流润滑理论
        2.2.2 流体运动的基本方程
    2.3 仿真模型建立与数值仿真
    2.4 喷嘴结构对环状流特性的影响
        2.4.1 喷嘴入口直径对环状流特性的影响
        2.4.2 喷嘴出口直径对环状流分布及速度变化的影响
        2.4.3 喷嘴突缩角对环状流特性的影响
    2.5 供气压力对环状流特性的影响
        2.5.1 供气压力对环状流油液分布连续性及稳定性的影响
        2.5.2 供气压力对输油管及喷嘴处速度场变化的影响
    2.6 小结
第3章 高速角接触球轴承油气润滑温度场仿真
    3.1 轴承生热及传热分析
    3.2 轴承生热分析及计算
        3.2.1 轴承摩擦力矩及生热量计算
        3.2.2 轴承生热率计算
    3.3 轴承的换热分析及计算
        3.3.1 轴承与高速压缩空气间对流换热
        3.3.2 轴承与润滑流体之间对流换热
        3.3.3 轴承滚动体与滚道之间的传导换热
        3.3.4 轴承与接触固体间传导换热
    3.4 高速滚动轴承及流体域仿真模型的建立
        3.4.1 轴承及流体域几何建模
        3.4.2 轴承及流体域有限元模型的建立
    3.5 轴承温度场分布
        3.5.1 温度场仿真
        3.5.2 轴承温度场分布
    3.6 本章小结
第4章 高速角接触球轴承油气润滑温升特性研究
    4.1 转速对轴承温升的影响
    4.2 预紧力对轴承温升的影响
    4.3 供气压力及喷嘴个数对轴承温升的影响
    4.4 供油量对轴承温升的影响
    4.5 润滑油粘度对轴承温升的影响
    4.6 本章小结
第5章 高速滚动轴承油气润滑试验研究
    5.1 概述
    5.2 油气润滑试验台
        5.2.1 油气润滑试验台系统
        5.2.2 试验台试验数据及控制精度分析
    5.3 试验台油气润滑系统
        5.3.1 油气润滑系统组成
        5.3.2 润滑系统与轴承腔的连接
        5.3.3 试验对象及历程
    5.4 试验结果及分析
    5.5 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间的研究成果



本文编号：3351909