大型球磨机动静压轴承热态特性及承载能力分析

发布时间：2017-10-08 21:31

  本文关键词：大型球磨机动静压轴承热态特性及承载能力分析

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【摘要】：球磨机本身作为一种重型机械,被广泛地应用于冶金、化工、建材、煤炭等行业。滑动轴承作为球磨机主要的使用方式,不仅支撑着整个筒体的重量,还要承受着物料及磨球本身对筒体产生的冲击载荷。在实际生产过程中,人们经常遇到滑动轴承被烧坏的状况,一旦出现轴瓦损坏或损伤,因修复时期长,严重影响生产效率。由滑动轴承失效而引起的球磨机故障经常发生,因此对滑动轴承油膜温度的研究有着很重要的意义。液体动静压滑动轴承在正常工作时,由于润滑油具有粘性,使得润滑油的温度升高。随着润滑油的温度升高,导致粘度的下降,从而影响油膜的承载能力,严重时就会导致轴承失效。而传到轴承上的热量会使轴承产生变形,而产生影响最大的是轴承的温度分布,如果温度分布均匀,温差不大,则轴承的局部变形会相对减小。基于此,本文概述了球磨机及其常用轴承,分析了恒流量供油方式和恒压力供油方式的不同和各自特点,并对恒流量供油方式的油膜刚度和承载力做了一定的理论推导。在理论上,还对基本的传热方式、粘温关系、温升的能量方程、雷诺方程及分析使用的边界条件做了一定的阐述。在理论分析的基础上,本文利用计算机流体仿真软件FLUENT进行数值模拟,建立油膜的有限元模型,对不同转速下的油膜温度分布做了分析,并在考虑油膜粘温特性的情况下,分析油膜承载力的特点及其变化特征。本文还利用流固耦合传热的方法,建立的油膜与轴承的耦合模型,用来模拟油膜中所产生的热量向轴承传递的状况,论文的研究工作对球磨机动静压轴承的设计及应用有着工程实际意义。
【关键词】：球磨机 液体动静压轴承 温度 热态特性 承载能力
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH133.36
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-25
• 1.1 球磨机概述及其国内外发展现状11-14
• 1.1.1 国外现状12-13
• 1.1.2 国内现状13-14
• 1.2 球磨机轴承应用与发展14-19
• 1.2.1 液体动压轴承14-15
• 1.2.2 液体静压轴承15-17
• 1.2.3 液体动静压轴承17-18
• 1.2.4 滚动轴承18-19
• 1.3 液体动静压轴承概况19-20
• 1.4 动静压轴承温度研究相关现状20-22
• 1.5 课题背景和主要研究内容22-25
• 1.5.1 课题背景22-23
• 1.5.2 论文研究内容23-25
• 第2章 动静压轴承原理及球磨机轴承结构25-39
• 2.1 动静压轴承25-26
• 2.2 动静压轴承分类26-29
• 2.2.1 按工作原理分类26-28
• 2.2.2 按轴承结构分类28
• 2.2.3 按动静压轴承供油方式分类28-29
• 2.3 液体动静压支撑工作原理29-34
• 2.3.1 恒压供油式轴承工作原理29-32
• 2.3.2 恒流量供油式轴承工作原理32-34
• 2.4 恒流量供油式油膜承载能力和刚度34-35
• 2.5 MQY5585球磨机动静压轴承结构35-38
• 2.6 本章小结38-39
• 第3章 动静压轴承温度理论39-51
• 3.1 轴承温升概述39-40
• 3.2 热传递基本过程40-42
• 3.3 粘度和温度的关系方程42-44
• 3.4 油膜温升的能量方程及其简化44-47
• 3.5 雷诺方程及其数值解47-48
• 3.6 热传导方程及其边界条件48-50
• 3.7 本章小结50-51
• 第4章 球磨机动静压轴承油膜温度分析51-69
• 4.1 FLUENT软件概述51-53
• 4.1.1 FLUENT软件分析过程52-53
• 4.2 油膜温度分析53-61
• 4.2.1 建立几何模型53-55
• 4.2.2 网格划分55-56
• 4.2.3 求解器选择56-57
• 4.2.4 FLUENT基本物理模型选择57-58
• 4.2.5 设定边界条件58-61
• 4.3 油膜温度分布特征61-67
• 4.3.1 球磨机工作转速与临界转速61-62
• 4.3.2 油膜温度分布62-67
• 4.4 本章小结67-69
• 第5章 考虑温度下球磨机动静压轴承承载能力分析69-77
• 5.1 球磨机动静压轴承外载荷计算69-71
• 5.2 油膜承载力分析71-75
• 5.3 本章小结75-77
• 第6章 球磨机动静压轴承温度分析77-85
• 6.1 流固耦合传热77-79
• 6.1.1 流固耦合传热概述77-78
• 6.1.2 流动与传热的基本微分方程78
• 6.1.3 耦合边界及微分方程的数值解78-79
• 6.2 动静压轴承温度分析79-82
• 6.2.1 创建几何模型79-81
• 6.2.2 定义材料参数81
• 6.2.3 定义边界条件81-82
• 6.3 动静压轴承温度分布特征82-84
• 6.4 本章小结84-85
• 第7章 结论与展望85-87
• 7.1 结论85-86
• 7.2 展望86-87
• 参考文献87-91
• 致谢91

【参考文献】

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本文编号：996368