滾動(dòng)軸承跨音速繞流噴油潤(rùn)滑油液穿透機(jī)理研究.pdf

1、隨著科技的進(jìn)步，高速機(jī)床和航空航天發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)在不斷的發(fā)展，滾動(dòng)軸承作為這些機(jī)械的關(guān)鍵零部件正在面臨著高速、高溫、重載等運(yùn)轉(zhuǎn)條件的挑戰(zhàn)。這使其使用的性能要求日益苛刻，如何有效的潤(rùn)滑成為滿足這些要求的重中之重。噴油潤(rùn)滑因具有系統(tǒng)簡(jiǎn)單、易控制、潤(rùn)滑冷卻效果好等優(yōu)點(diǎn)被大量應(yīng)用在高速滾動(dòng)軸承中。隨著高速滾動(dòng)軸承轉(zhuǎn)速的提高，軸承內(nèi)外圈將形成高速氣流。跨音速軸承環(huán)間會(huì)出現(xiàn)高速繞流現(xiàn)象，使?jié)櫥h(huán)境變得非常復(fù)雜。為了能更有效的對(duì)跨音速軸承進(jìn)行潤(rùn)滑，需要對(duì)

2、跨音速軸承噴油潤(rùn)滑的穿透機(jī)理進(jìn)行研究。
　　本課題基于計(jì)算流體力學(xué)研究滾動(dòng)軸承環(huán)間氣相流場(chǎng)的特性，應(yīng)用計(jì)算流體力學(xué)軟件來(lái)模擬滾動(dòng)軸承跨音速繞流噴油潤(rùn)滑的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，探究滾動(dòng)軸承跨音速繞流噴油潤(rùn)滑油液的穿透機(jī)理。首先，進(jìn)行氣相流的計(jì)算與分析，應(yīng)用計(jì)算流體力學(xué)軟件模擬在不同轉(zhuǎn)速下軸承內(nèi)部的空氣流場(chǎng)，分析氣流的速度特性和壓力特性，探究阻礙油液進(jìn)入的因素，為后面研究的氣液兩相流提供初始邊界。其次，根據(jù)氣相流場(chǎng)提供的初始邊界，應(yīng)用計(jì)算流體力學(xué)

3、軟件模擬在不同噴嘴角度和不同噴嘴直徑下軸承內(nèi)部的氣液兩相流場(chǎng)，探究噴嘴角度和噴嘴直徑對(duì)噴油潤(rùn)滑的影響。最后，通過(guò)試驗(yàn)對(duì)仿真計(jì)算進(jìn)行驗(yàn)證。
　　研究結(jié)果表明：氣相流場(chǎng)方面，將噴嘴放在小端面更合適；在噴嘴向下噴油時(shí)將噴嘴放在無(wú)量綱徑向0.25處較合適；在向上噴油時(shí)將噴嘴設(shè)置在徑向無(wú)量綱0.8處較合適；兩相流方面，經(jīng)過(guò)分析發(fā)現(xiàn)將整體模型簡(jiǎn)化為單個(gè)模型進(jìn)行計(jì)算分析是可行的；在噴嘴向下噴射，噴嘴角度為30°時(shí)，油液體積分?jǐn)?shù)最大，噴嘴直徑在1