ISSN10003762 CN41 1148/TH
轴承2016年5期 Bearing 2016, No. 5
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基于CFX的高铁轴承试验台粉尘箱气固双相流
分析
刘永刚，郑景阳，李伦
（河南科技大学机电工程学院，河南
南洛阳471003）
摘要：根据高铁轴承运行时的工况条件，提出高铁轴承试验台粉尘箱采用内循环的方式模拟其实际的工况环境。利用CFX软件中端流模型和离散相模型，对粉尘箱内不同尺寸尘粒和流场速度、方向进行数值模拟，得到了风扇配置等因素对气流和尘粒运动轨迹的影响。结果表明：4台风扇均匀排布在直径为420mm的圆周上，相邻风扇反向转动，同时保证风扇中心平面与被测轴承端面相距150mm，才能够使粉尘箱内的环境与高铁轴承实际工况条件近似。
关键词：滚动轴承：高铁轴承；试验台：气固两相流：内循环；CFX
中图分类号：TH133.33;0353.4
文献标志码：A
文章编号：10003762(2016)05002705
Analysis on Gas-Particle Two PhaseFlows in DustBox of High-Speed
Railway BearingTest BenchBased on CFX
Liu Yonggang, Zheng Jingyang, Li Lun
( College of Mechanical Engineering, Henan University of Science and Technology, Luoyang 471003 , China)
Abstract : According to operating condition of high speed railway bearings, the intermal circulation is put fornward to simulate the actual operating condition of dust box of high speed railway bearing test bench. The dust particles with different sizes, speed and direction of flow field in dust box are numerically simulated by using turbulent model and dis-crete phase model in software CFX, and the inluence of fans arrangement on airflow and motion track of dust particles are obtained. The results show that the four fans are uniformly arranged at the circumference with a diameter of 420 mm, and the adjacent fans rotate in reverse, while ensuring the 150 mm distance between central plane of fans and end face of test bearing> , so as to make the condition of dust box similar to actual operating condition of high speed railway bearings.
Key words: rolling bearing; high speed railway bearing ; test bench; gas particle two phase flows; internal circula-tion;CFX
随着我国高速铁路的发展，对高铁轴承性能的要求也不断提高，高速列车中，轴承是保证其运行稳定性和安全性的核心部件之一。目前，我国高铁轴承在研发实力、生产水平、试验条件等方面与国际著名轴承企业存在者较大的差距，国产高铁轴承的滚子及内外圈表面易出现磨损和剥落"。为了满足列车更高速、更安全、更环保的性能要求，轴承必须具备精良的设计、制造、试验检
收稿日期：2015-11-09；修回日期：2016-01-25 基金项目：国家"八六三"项目（2009AA044902）
测水平，故需要进一步提高轴承试验技术[2]
高铁轴承防粉尘密封试验台是对高铁轴承进行试验和测试的重要设备。文献[3]研究了速度 300km/h以上时高铁轴承疲劳强度试验台的设计和风弱的运行方式。文献4」通过优化高铁轴承试验台主轴的结构，对陪试轴承的位置进行了优化确立。由于试验台粉尘箱内部颗粒的旋转、黏性和粉尘箱壁面的影响，粉尘箱内流场非常复杂。同时存在着瑞流、层流以及可能出现的分离流尾流和射流等流动现象，而粉尘箱内充满气固两相混合物，故