基于固定节流的液体静压轴承静态性能研究

发布时间：2017-10-05 06:28

  本文关键词：基于固定节流的液体静压轴承静态性能研究

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【摘要】：液体静压轴承具有使用寿命长、承载能力大、精度保持性好及运行稳定可靠等优点,被广泛应用于现代机械装备中。近年来,国内外学者对静压轴承在承载能力、轴承结构、节流器等方面开展了广泛的研究,静压轴承也得到了进一步的推广和应用。本文对基于两种不同固定节流(小孔节流器和毛细管节流器)的液体静压轴承的动静态性能进行理论研究,并对其进行几何建模及仿真分析。①首先,阐述了两种固定节流器的作用、工作原理及其数值方法,同时还构建了轴承的摩擦功耗、承载力和温升等数学模型。②其次,采用Solidworks软件建立油膜轴承几何模型,运用ICEM划分油膜轴承网格,采用FLUENT软件模拟油膜轴承流场等,给出轴承油膜ICEM网格划分方法步骤和FLUENT仿真求解设置等。③再次,在ICEM中建立两种固定节流装置的液体静压轴承油膜流场的数学模型,利用FLUENT流体仿真软件,对轴承油膜的压力和温度分布情况进行数值求解。并将两种固定节流的轴承油膜特性仿真结果进行对比,分析固定节流的液体静压轴承偏心率、供油压力和主轴转速等参数变化时对轴承油膜静态特性的影响。④最后,搭建轴承油膜实验台,基于FLUENT模拟仿真的工况设置,对两种固定节流的液体静压轴承进行油膜压力和油膜温度的实际测量,所测得的数据与FLUENT仿真结果相近,验证了FLUENT模拟仿真结果的正确性。通过对基于固定节流的液体静压轴承进行油膜仿真、油膜动静态特性对比,建立油膜轴承实验台,进行实测验证仿真结果,揭示了当偏心率、供油压力和主轴转速等参数变化时,轴承油膜承载特性的变化规律,对液体静压轴承的结构设计和实际应用具有一定的指导意义。
【关键词】：静压轴承 固定节流 FLUENT 承载特性
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH133.3
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-7
• 1 绪论7-12
• 1.1 引言7
• 1.2 研究背景和意义7-8
• 1.3 液体静压轴承国内外发展现状8-10
• 1.4 本文研究内容10-12
• 2 液体静压轴承理论基础12-26
• 2.1 计算流体力学基础12-19
• 2.1.1 计算流体力学的控制方程12-15
• 2.1.2 通用控制方程的离散15-19
• 2.2 固定节流器19-22
• 2.2.1 固定节流器的分类19-20
• 2.2.2 固定节流器的工作原理20-21
• 2.2.3 固定节流器油膜流动数值分析21-22
• 2.3 油膜承载力22
• 2.4 油膜摩擦功耗22-24
• 2.5 润滑油温升24
• 2.6 本章小结24-26
• 3 基于固定节流的液体静压轴承FLUENT建模分析26-35
• 3.1 液体静压轴承三维几何模型构建27
• 3.2 静压轴承油膜流场网格生成27-31
• 3.2.1 静压轴承油膜网格创建27-30
• 3.2.2 静压轴承油膜网格质量检查30-31
• 3.3 基于FLUENT CFD方法构建静压轴承油膜分布模型31-34
• 3.3.1 静压轴承油膜流场网格导入FLUENT软件31
• 3.3.2 定义静压轴承油膜流场材料性质31-32
• 3.3.3 设定静压轴承油膜流场边界条件和初始条件32-33
• 3.3.4 设置静压轴承油膜流场求解器33-34
• 3.4 本章小结34-35
• 4 固定节流的液体静压轴承油膜性能影响因素分析35-58
• 4.1 偏心率 ε 对固定节流的液体静压轴承油膜性能影响36-43
• 4.1.1 对小孔节流液体静压轴承油膜特性的影响36-39
• 4.1.2 对毛细管节流液体静压轴承油膜特性的影响39-42
• 4.1.3 两种节流液体静压轴承油膜特性对比分析42-43
• 4.2 供油压力PS对固定节流的液体静压轴承油膜性能影响43-50
• 4.2.1 对小孔节流液体静压轴承油膜特性的影响43-46
• 4.2.2 对毛细管节流液体静压轴承油膜特性的影响46-49
• 4.2.3 两种固定节流液体静压轴承油膜特性对比分析49-50
• 4.3 主轴转速n对固定节流的液体静压轴承油膜性能影响50-56
• 4.3.1 对小孔节流液体静压轴承油膜特性的影响50-53
• 4.3.2 对毛细管节流液体静压轴承油膜特性的影响53-55
• 4.3.3 两种固定节流液体静压轴承油膜特性对比分析55-56
• 4.4 本章总结56-58
• 5 液体静压轴承实验平台的搭建及实验结果分析58-65
• 5.1 液体静压轴承实验平台搭建58-61
• 5.1.1 实验平台设计58
• 5.1.2 实验平台组成58-61
• 5.2 固定节流的静压轴承实验结果及分析61-64
• 5.2.1 实验方法及步骤62
• 5.2.2 实验结果的处理及分析62-64
• 5.3 本章小结64-65
• 6 结论与展望65-67
• 6.1 结论65
• 6.2 展望65-67
• 致谢67-68
• 参考文献68-71
• 附录71
• A. 作者在攻读硕士学位期间参加的项目71

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本文编号：975283