水润滑径向滑动轴承水膜承载特性分析

水润滑轴承以其在环保、节能、可持续发展等方面所具有的巨大发展潜力,逐渐受到了更多人的关注。然而,目前对于水润滑轴承的润滑机理、水膜承载特性和水润滑轴承结构特点等问题均无成熟的理论可供参考,所以在研究水润滑轴承时,普遍的方法是直接仿照油润滑轴承的相关理论进行计算。然而水不仅仅具有比油更低的粘度,而且更容易进入湍流状态并受到空化效应的影响,所以直接仿照油润滑相关计算理论会引入较大误差。本文首先设计了一种研究水润滑轴承水膜静态、动态承载特性的方法:基于CFD软件Fluent,从湍流的角度入手并结合水流的空化效应对水润滑轴承水膜进行计算,分析水膜的压强分布和静态承载特性,并建立起水膜的力学模型。再利用Matlab软件结合水膜承载的动力学方程,计算并分析轴颈在外载荷和水膜作用下轴心的运动轨迹、涡动的振幅和频率,从而研究水膜的动态承载特性。利用上述方法,本文又进一步分析了轴颈转速、轴承间隙和轴承导水槽对水膜承载特性的影响,找到水膜承载特性随轴颈转速、轴承间隙和轴承导水槽的变化规律,从而为水润滑轴承的结构设计奠定了理论基础。

水润滑轴承; 水膜承载特性; CFD; 轴心轨迹;

蒋丹; 尹忠慰;

TH133.31

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