狭缝节流动静压径向气体轴承的特性研究
发布时间:2017-09-22 10:33
本文关键词:狭缝节流动静压径向气体轴承的特性研究
【摘要】:狭缝节流径向动静压气体轴承,综合了静压轴承和动压轴承两种类型的优点,既改善了静压轴承的承载能力,并防止动压轴承所产生的摩擦损耗;狭缝节流动静压轴承能够产生动压效应,可以大幅降低轴承的功耗、提高轴承的特性。静压轴承的基本原理是加压气体通过节流器进入轴承,进而发挥润滑功效。因此,其主要特征为节流效应;动压轴承是凭借轴承转速,在对气体产生动力影响的条件下,出现的动压效果,发挥润滑功能,其主要特征是速度效应。本文利用Fluent软件计算分析了狭缝节流静压气体轴承,主要是供气压力对其静态特性的影响。以狭缝节流动静压径向气体轴承为研究对象,利用Gambit软件进行三维建模仿真,着重分析了承载力随动压槽各结构参数的变化。通过分析不同类型的动压槽对轴承特性的影响,根据轴承承载力最终确定了动压槽类型为人字槽。针对人字槽研究分析了其结构参数对轴承承载能力的影响,并得出人字槽的相关参数的最优值,人字槽的个数的确定,并通过分析分别选定了螺旋角、槽宽比、槽长比、槽深比等的参数值。
【关键词】:动静压气体轴承 狭缝节流 动压槽 承载力
【学位授予单位】:中原工学院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TH133.3
【目录】:
- 摘要4-5
- Abstract5-9
- 1 绪论9-17
- 1.1 课题的研究背景和意义9-11
- 1.2 气体润滑技术11-13
- 1.2.1 气体润滑原理11
- 1.2.2 气体润滑分类11-13
- 1.3 狭缝节流气体轴承国内外研究概况13-15
- 1.3.1 国外研究概况13-14
- 1.3.2 国内的研究概况14-15
- 1.4 CFD技术简介15-16
- 1.5 本课题主要研究内容16-17
- 2 气体静压径向轴承特性的对比分析17-34
- 2.1 气体轴承节流器分类17-20
- 2.2 轴承特性的理论分析20-29
- 2.2.1 狭缝节流器特性20-22
- 2.2.2 气体静压径向轴承的理论分析22-25
- 2.2.3 气体的流动特性25-26
- 2.2.4 Fluent的计算过程26-27
- 2.2.5 基本控制方程27-29
- 2.3 物理模型29-30
- 2.4 网格划分30-31
- 2.5 边界条件设定31-32
- 2.6 轴承特性32-33
- 2.6.1 整体压力云图32
- 2.6.2 供气压力对轴承特性的影响32-33
- 2.7 本章小结33-34
- 3 狭缝节流动静压径向气体轴承结构设计34-41
- 3.1 静压轴承形成的动压效应34-35
- 3.2 计算分析35
- 3.3 轴承有限元模型35-37
- 3.4 分析有限元计算结果37-40
- 3.4.1 转速对轴承承载能力的影响37-38
- 3.4.2 气膜间隙对轴承承载能力的影响38-39
- 3.4.3 供气压力对轴承承载能力的影响39-40
- 3.5 本章小结40-41
- 4 狭缝节流动静压径向气体轴承动压槽参数优化41-58
- 4.1 混合润滑轴承理论分析41-44
- 4.2 动压槽44-45
- 4.2.1 动压效应44
- 4.2.2 动压槽介绍44-45
- 4.3 Fluent求解过程45-48
- 4.3.1 物理模型建立45-46
- 4.3.2 网格划分46-48
- 4.4 动压槽类型选择48-49
- 4.4.1 动压槽类型的选取48
- 4.4.2 人字槽结构48-49
- 4.5 动压槽结构参数对轴承承载能力的影响49-54
- 4.5.1 工作转速对轴承特性的影响49-50
- 4.5.2 供气压力对狭缝节流动静压轴承特性的影响50-52
- 4.5.3 螺旋角对轴承特性的影响52
- 4.5.4 槽宽比对轴承特性的影响52-53
- 4.5.5 槽长比对轴承特性的影响53
- 4.5.6 槽深比对轴承特性的影响53-54
- 4.6 仿真可靠性验证54-57
- 4.6.1 仿真结果与设计实例验证54-55
- 4.6.2 流动方式的验证55-56
- 4.6.3 动压效果的验证56-57
- 4.7 本章小结57-58
- 5 结论与展望58-59
- 5.1 结论58
- 5.2 展望58-59
- 参考文献59-63
- 附录63-64
- 致谢64
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 康伟;张家忠;刘雁;任晟;;气体动压轴承-转子动力系统稳定性及分岔[J];航空动力学报;2007年09期
2 李树森,张鹏顺,曲全利;气体润滑轴承技术的应用及发展趋势[J];润滑与密封;1999年02期
3 王元勋,陈尔昌,师汉民,陈日曜;气体润滑轴承的研究与发展[J];湖北工学院学报;1994年03期
,本文编号:900329
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