深腔圆锥动静压混合轴承润滑特性.pdf

第４５卷　第１期 哈　尔　滨　工　业　大　学　学　报 Ｖｏｌ４５ Ｎｏ１ 　 　 ２０１３年１月 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＨＡＲＢＩＮＩＮＳＴＩＴＵＴＥＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ｊａｎ．２０１３ 　　　　　　 深腔圆锥动静压混合轴承润滑特性 １，２ １ １ １ ３ 李胜波 ，敖宏瑞 ，姜洪源 ，陈　亮 ，ＫＯＲＮＥＥＶＡ． （１．哈尔滨工业大学 机电工程学院，１５０００１哈尔滨；２．黑龙江科技学院机械学院，１５００２７哈尔滨； ３．俄罗斯奥廖尔国立技术大学 产品新技术及自动化系，３０２０２０奥廖尔 俄罗斯） 摘　要：为了更加准确探求深腔圆锥动静压轴承润滑特性，考虑润滑油膜紊流、热效应及轴向速度等因素，推导极坐标 系下的广义雷诺方程、能量控制方程及其相关表达式，采用有限差分法对方程进行离散，利用帕坦卡正系数法则对离散 化方程系数及常数项进行处理，数值分析油膜的三维压力场和温度场，试验研究静压浮起和动压润滑特性．结果表明：帕 坦卡正系数法则可以有效地解决诸如油腔边缘存在“逆流”等因素而导致温度场不易收敛问题，在高速大偏心率情况 下，油膜温升较高，应考虑温度对轴承性能的影响．流量与供油压力成正比关系，而与转速基本无关．随着转速增加动压 效应增强，轻载时轴承在小偏心率下工作．深腔圆锥动静压轴承具有良好的静压浮起和动压润滑特性，理论计算值与试 验结果一致，证明理论的正确性，为下一步转子动力学的理论分析打下基础． 关键词：圆锥轴承；动静压混合；紊流；温度场；轴心轨迹 中图分类号：ＴＨ１１７１ 文献标志码：Ａ 文章编号：０３６７－６２３４（２０１３）０１－００６０－０７ Ｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｄｅｅｐｃａｖｉｔｙｈｙｂｒｉｄｃｏｎｉｃａｌｂｅａｒｉｎｇ １，２ １ １ １ ３ ＬＩＳｈｅｎｇｂｏ ，ＡＯＨｏｎｇｒｕｉ，ＪＩＡＮＧＨｏｎｇｙｕａｎ，ＣＨＥＮＬｉａｎｇ，ＫＯＲＮＥＥＶＡ． （１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｔｒｏｎｉｃｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨａｒｂｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１５０００１Ｈａｒｂｉｎ，Ｃｈｉｎａ； ２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１５００２７Ｈａｒｂｉｎ，Ｃｈｉｎａ； ３．Ｄｅｐｔ．ｏｆＮｅｗＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓａｎｄＡｕｔｏｍａｔｉｏｎｏｆＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，ＯｒｅｌＳｔａｔｅＴｅｃｈｎｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，３０２０２０Ｏｒｅｌ，Ｒｕｓｓｉａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏｄｅｅｐｌｙｓｔｕｄｙｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｄｅｅｐｃａｖｉｔｙｈｙｂｒｉｄｃｏｎｉｃａｌｂｅａｒｉｎｇ，ｏｉｌｆｉｌｍｇｅｎｅｒａｌ ｉｚｅｄＲｅｙｎｏｌｄｓ’ｅｑｕａｔｉｏｎｉｎｐｏｌａｒｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓ，ｅｎｅｒｇｙｃｏｎｔｒｏｌｅｑｕａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｒｅｌａｔｅｄｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｓｗｅｒｅｄｅ ｄｕｃｅｄｗｉｔｈｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎｏｆｔｕｒｂｕｌｅｎｔｆｌｕｉｄ，ｈｅａｔｅｆｆｅｃｔａｎｄａｘｉａｌｖｅｌｏｃｉｔｙｏｆｆｌｕｉｄｆｉｌｍ．Ｆｉｎｉｔｅｎｕｍｅｒｉｃａｌｄｉｆｆｅｒ ｅｎｃｅｍｅｔｈｏｄｗａｓｕｓｅｄｔｏｄｉｓｃｒｅｔｉｚｅｅｑｕａｔｉｏｎｓａｎｄＰａｔａｎｋａｒ’ｓｐｏｓｉｔｉｖｅｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｌａｗｗａｓａｄｏｐｔｅｄｔｏｐｒｏｃｅｓｓ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓａｎｄｃｏｎｓｔａｎｔｔｅｒｍｓｏｆｔｈｅｄｉｓｃｒｅｔｅｅｑｕａｔｉｏｎ．ＲｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅＰａｔａｎｋａｒ’ｓｐｏｓｉｔｉｖｅｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｌａｗ