ISSN1000-3762 CN41 1148/TH
轴承2017年10期 Bearing 2017,No.10
3639
DOI;10. 19533/j. issn1000 3762.2017. 10. 010
气穴和热效应影响下高速动压滑动轴承静特性研究
王树圣，郭红，李瑞珍，张绍林
450001）
（郑州大学机黛工程学院，郑州
滴要：针对高速动压滑动轴承实际工况，引入气油两相流密度模型和黏温关系，建立变密度、变黏度的Reynolds 方程和能量方程及相应边界条件。采用有限差分法联立求解，得到不同转速、含气率、偏心率下油膜的温度分布、压力分布、密度分布及各静特性参数。结果表明：计入气穴和热效应影响时，油膜的最大压力、承载力、摩擦
力均减小，端泄量增大，且转速越高、含气率和偏心率越大，影响越明显。关键调：高速动压滑动轴承；气穴：热效应；压力分布；静待性
中图分类号：TH133.33
文献标志码：B
文章编号：10003762(2017)10003604
ResearchonStaticCharacteristicsofHighSpeedHydrodynamicJournal
Bearings Affected by Cavitations andThermal Effect
Wang Shusheng, Guo Hong, Li Ruizhen, Zhang Shaolin
(School of Mechanical Engineering,Zhengzhou University ,Zhengzhou 450001 , China)
Abstract: Aceording to actual operating conditions of high speed hydrodynamic joumal bearings, the gas oil two phase flow density model and viscosity temperature relation are introduced. The Reynolds equation, energy equation and corresponding boundary conditions are established under eonditions of variable density and variable viscosity. The finite diference method is used to solve simultaneously, the temperature distribution, pressure distribution, density dis-tribution and various static characteristic parameters of oil film are got under dfferent rotational speeds, gas rates and eccentricities. The results show that when cavitations and thermal effect are taken into aceount, the maximum pressure, load capacity and friction force are deereased, but the lateral flow is increased.With the rotational speed, gas rate and eccentricity ratio higher, the influences are more obvious.
Key words; high spced hydrodynamic joumal bearing; cavitation; thermal effect; pressure distribution; statie charac-teristie
随着旋转机向高速重载方向发展，动压滑动轴承的油膜温度场和黏度场分布越来越不均匀，热效应将显著影响其油膜特性(1-2)，同时又因冲击和压力下降等因素导致原本润滑油中溶解的气体释放出来或是液态润滑油变为油气后形成气穴，分析润滑油膜时考虑气穴的影响更接近实际油膜特征[3-4]，所以在研究轴承特性时综合考虑气穴和热效应影响更加符合实际工况。文献[5] 在理论和试验的基础上，采用热流连续边界条件
收稿日期：2016-12-07；修国日期：2017-02-26 基金项目：国家自然科学基金项目（51575498)
作者简介：王树圣(1991一），男，硕土研究生，主要研究方向为流体润滑和机械设计，Email：wangshusheng91126.com
万方数据
提出了滑动轴承一维温度场稳态计算模型。文献 6]采用耦合求解的方法分析了滑动轴承腔内润滑油的温度分布，并进行了流场等效温度的合理确定。文献[7]研究了气穴对径推浮环轴承压力场和静特性的影响，得出气穴使油膜压力峰值、承载力和摩擦功耗下降的结论。文献[8]应用AN-SYS中的CFX模块在不同偏心率、宽径比和转速下分析了气穴现象对滑动轴承摩擦性能的影响。文献[9]研究发现，表面形貌和热效应对燃油泵滑动轴承的润滑性能存在直接影响，且偏心率越大，影响越明显。文献[10]提出了气液两相流润滑时轴承性能的数值求解方法，并讨论了流体性质对轴承主要运行参数的影响，发现气穴对轴承性能有显著影响。现基于上述文献建立相关数学模