基于Fluent的角接触球轴承油膜动压稳定性研究

发布时间：2017-10-08 22:23

  本文关键词：基于Fluent的角接触球轴承油膜动压稳定性研究

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【摘要】：随着现代机械的发展,人们开始追求更高的机械精度,更快的机械速率。精度的要求体现于机械在运转过程中的精确性与稳定性,速率的要求则是机械的运转速度的不断提高,这两个方面的进步都离不开轴承的作用。而轴承合理的润滑设计则是给轴承注入了灵魂,使得轴承大幅度提高了自身的承载和耐磨能力,进而提高了机械的精度和速率,使得经济效益最大化。在轴承润滑过程中,润滑油膜的状态会根据轴承的运转工况变化、润滑油的喷油速度变化以及外载荷的变化而发生改变。在油膜状态变化中最易出现便是油膜失效的问题,即由于转速和外载荷的变化引起油膜局部压力成倍增长,最终导致油膜破裂,轴承转子与内外圈直接接触发生摩擦与磨损。了解和分析油膜失效的原因,研究转速、油速、外载荷对油膜失效的影响,以采取有效措施来预防和阻止滚动球轴承在转速、油速、外载荷等变化下的润滑失效,可大大避免整体机械设备的损坏。本文在第2章中,首先对轴承润滑理论进行了详细的推导,以及对该方程的简化和边界条件选取进行了说明,其次详细分析了计算流体力学的基本控制方程,以及在求解方程中所用到离散化方法、求解方法、网格生成方法;在本文第3、4章中,针对轴承动压润滑方式,以数值模拟三维滚动轴承腔内油膜分布为切入点进行研究,对三维滚动轴承在润滑过程中轴承转速、喷油口速度以及外载荷等工况的变化进行对比,分析各工况对轴承润滑油稳定性的影响。最后对本文的试验工作进行阐述,对试验数据与仿真数据之间的误差进行研究。
【关键词】：动压润滑 数值模拟 油膜稳定性 滑移网格
【学位授予单位】：吉林大学
【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
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 引言9-10
• 1.2 研究背景及意义10-11
• 1.2.1 研究背景10
• 1.2.2 研究意义10-11
• 1.3 国内外研究现状11-13
• 1.3.1 动压润滑研究进展11-13
• 1.3.2 动压润滑油膜稳定性研究现状13
• 1.4 本文的主要研究内容13-15
• 第2章 理论基础15-31
• 2.1 轴承润滑理论基础15-27
• 2.1.1 概述15-16
• 2.1.2 雷诺方程16-24
• 2.1.3 膜厚方程24-25
• 2.1.4 边界条件的选取25-27
• 2.2 流体数值模拟理论基础27-29
• 2.2.1 离散化方法27
• 2.2.2 离散控制方程的求解27-28
• 2.2.3 网格生成28-29
• 2.3 本章小结29-31
• 第3章 稳态工况下的数值研究31-61
• 3.1 轴承油膜仿真模型的建立31-38
• 3.1.1 轴承几何模型的简化31-33
• 3.1.2 轴承模型网格划分33
• 3.1.3 7014角接触球轴承流场模拟计算33-35
• 3.1.4 油量分布结果分析35-38
• 3.2 轴承润滑简化模型建立38-45
• 3.2.1 转速工况研究39-40
• 3.2.2 润滑油入口截面工况研究40-45
• 3.3 稳态工况润滑结果分析45-60
• 3.3.1 不同转速对油膜稳定的影响45-52
• 3.3.2 不同润滑油喷口油速对油膜稳定的影响52-60
• 3.4 本章小结60-61
• 第4章 非稳态工况下的研究及试验对比61-73
• 4.1 不同轴承间隙下的油膜稳定性研究61-68
• 4.1.1 模型建立61-62
• 4.1.2 结果分析62-68
• 4.2 试验与仿真对比68-72
• 4.2.1 试验方案68-69
• 4.2.2 结果对比69-72
• 4.3 本章小结72-73
• 第5章 总结与展望73-75
• 5.1 工作总结73
• 5.2 展望73-75
• 参考文献75-79
• 作者简介及在学期间所取得的科研成果79-80
• 一、作者简介79
• 二、在学期间所取得的科研成果79
• 三、主要参与的科研项目79
• 四、获得的奖励79-80
• 致谢80

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本文编号：996583