ISSN1000 3762 CN41 1148/TH
轴承2017年10期 Bearing 2017,No.10
4045,48
DOI;10. 19533/j. issn1000 3762. 2017. 10. 011
高速角接触球轴承油气润滑两相流温升数值分析
王保民，傅英杰，刘鹏，徐腾腾
（兰州理工大学机电工程学院，兰州730050）
摘要：基于轴承摩擦学和两相流理论，以7006C角接触球轴承为研究对象，分析了轴承的摩擦生热，建立了轴承腔内油气两相流的CFD分析模型，在考虑空气可压缩性的情况下对轴承腔内油气两相流的温升进行了数值分析。结果表明：考虑空气可压缩性有利于提高数值分析的准确性；增加人口数量可降低轴承温升，人口对称分布有利于轴承腔流场温度分布的均匀性；增大供气压力可增大强制对流换热，降低轴承温升；载荷和转速的增
大加剧轴承摩擦发热，使轴承腔内温度随之升高；两相流中气相对轴承热起主要作用。关键词：角接触球轴承；油气润滑；温升；数值分析；两相流
中图分类号：TH133.33*1
文献标志码B
文章编号：10003762(2017)10-004006
Numerical AnalysisonTemperatureRiseforOil-AirLubrication Two-PhaseFlowofHigh-SpeedAngular ContactBallBearings
Wang Baomin,Fu Yingjie,Liu Peng,Xu Tengteng
( School of Mechanical & Electrical Engineering,Lanzhou University of Technology , Lanzhou 730050, China)
Abstract: Taking angular contact ball bearings 7006C as research objects, the friction heat generation in the bearings is analyzed. The CFD analysis model is established for oil air two phase flow inside chamber of the bearings,and the temperature rise of oil air two phase flow inside chamber of the bearings is numerically analyzed by considering com pressibility of air based on bearing tribology and two phase flow theory., The results show that the aceuracy of numerical analysis is improved when considering compressibility of air. The temperature rise of the bearings is reduced by increas-ing number of inlets,and the symmetric distribution of inlets contributes to uniform temperature distribution of flow field inside chamber of the bearings. The forced convection heat transfer is enhanced and temperature rise is reduced by in-creasing air supply pressure, The friction heat generation of the bearings is aggravated with the increase of load and rota-tional speed,and the temperature inside chamber of the bearings is increased. The air phase in two phase flow plays dominant role in heat dissipation of the bearings.
Key words: angular contact ball bearing; oil air lubrication; temperature rise; numerical analysis;two phase flow
角接触球轴承是高速旋转机械的主要支承方式，当其处于高速运行状态时，轴承腔内会形成高速气流，使润滑油不易进人轴承腔；此外，润滑油在离心力作用下也不易黏附于球和内圈表面。这些都给高速角接触球轴承的润滑带来了很大困
收稿日期：2017~01-10；修回日期：2017-0424 基金项目：国家自然科学基金项目（51165024)
作者简介：王保民（1972一），男，甘肃天水人，副教授，博士，硕士生导师，主要研究方向为数控加工技术及装备， E-mail：wbm2007@163.com；傅英杰（1991—），男，硕士
生，Email frank007sc@ sina.com。万方数据
难，为此，高速轴承多采用有利于提高轴承极限转速的油气润滑。油气润滑是将少量润滑油不经雾化直接由高速压缩空气带动形成油气两相环状流定时定量沿油气管道均匀被带到高速轴承的润滑区，润滑油在球和套圈的接触区形成润滑油膜，空气带走轴承摩擦产生的热量[1]。
近年来，国内外学者对轴承油气润滑给予了很大关注。文献[2]从原理上介绍了油气润滑的优越性及其如何合理利用。文献[3]设计了测量温升的滚动轴承油气润滑试验台，发现与其他润滑方式相比，油气润滑条件下轴承温度最低。文献[4]通过试验研究了喷嘴个数、长径比以及喷嘴