重型立车静压支承油膜热油携带特性分析

发布时间：2020-10-15 21:08

　　 液体静压支承是大型机床重要部件之一,广泛应用在重型数控装备、大型风力发电基座、冶金行业、航空航天等重要领域。近年来国内外学者对静压支承油垫间隙油膜温度方面的研究颇多。通常人们在研究油膜发热时主要是针对静压支承供油系统功率消耗和支承部件作相对滑动时液体摩擦的功率消耗,忽视了还有一部分热量是来自于热油携带的影响。为此本文以重型立车静压支承油膜热油携带温升为出发点,以流体力学、传热学、摩擦学、以及有限元分析为理论基础并结合流体分析软件FLUENT进行模拟仿真分析,对静压支承油膜温度场热油携带变化规律进行深入研究,将从以下几方面进行:首先,结合平行平板流动及圆环缝隙流动机理,推导出单个扇形腔油垫流量方程,再根据摩擦学、传热学等理论推导出单油垫的油膜温升方程并提出热油携带因子,推导出热油携带因子表达式,建立静压支承油膜热油携带温升方程。其次,根据测量的油垫实际尺寸,建立油膜几何模型,采用结构化网格对模型进行划分,局部用“O”型网格生成六面体边界层网格提高网格质量。基于流体动力学、数值模拟从油膜流场、温度场出发,研究变粘度条件下不同载荷、不同转速油膜热油携带情况,揭示热油携带发生规律,对数控机床提速、增加承载能力等关键问题具有指导意义。最后,采用静压支承实验台对静压支承油膜热油携带温度特性进行实验测试,分别记录在不同转速、不同载荷时油膜发生热油携带温度值情况,并与模拟值进行对比分析,同时检验数值模拟方法以及理论分析对油膜热油携带研究的可行性。
【学位单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TG502
【部分图文】：

1—工作台；2—镜板；3—导轨；4—油路；5—定量油泵；6—静压油膜；7—封油边；8—进油孔； W—外载图 1-1 静压支承工作原理简图Fig.1-1 Schematic diagram of hydrostatic bearing.1 静压支承研究现状

图 2-1 静压支承工作台 图 2-2 扇形油垫Fig.2-1 Static pressure supporting worktable Fig.2-2 Fan-shaped oil pad本文所研究的对象重型静压轴承机床油垫是由12个扇形油垫周向等角度布置，最大承载能力 32t, 转速范围为 4-200r/min，主电机功率 75kw, 最大扭矩45kn·m、采用稳定性较好的 46 号润滑油供油，油膜安全厚度为 5 道，工作台无

图 2-1 静压支承工作台 图 2-2 扇形油垫Fig.2-1 Static pressure supporting worktable Fig.2-2 Fan-shaped oil pad本文所研究的对象重型静压轴承机床油垫是由12个扇形油垫周向等角度布置，最大承载能力 32t, 转速范围为 4-200r/min，主电机功率 75kw, 最大扭矩45kn·m、采用稳定性较好的 46 号润滑油供油，油膜安全厚度为 5 道，工作台无
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8 王淼;王建梅;蔡敏;;油膜轴承润滑油温度特性实验研究[J];太原科技大学学报;2014年01期

9 赵建华;高殿荣;;油膜厚度对闭式液体静压导轨性能的影响[J];中国机械工程;2013年11期

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本文编号：2842247