圆锥液体动静压轴承设计.pdf

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1、2013年8月机床与液压Aug．2013第41卷第15期MACHINET0OL＆HYDRAULICSVo1．41No．15DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．15．036圆锥液体动静压轴承设计孟亚东，童敏勇，关志伟(天津职业技术师范大学汽车与交通学院，天津300222)摘要：设计了一个具有混合式油腔(深腔与浅腔)的圆锥液体动静压轴承，它同时具有动压效应和静压效应。将CFD数值模拟技术应用到液体动静压轴承的设计计算中，采用SolidWorks建立了完整的轴承油膜模型，导人CFD

2、esign中进行数值模拟，得到了轴承油膜压力场的分布情况，同时得到了轴颈位移一油膜承载力曲线。CFD数值模拟辅助了油膜承载力的计算验证、轴承恒压供油压力的选择，为液体动静压轴承的工程应用提供了一种高效实用的设计计算方法。关键词：圆锥液体动静压轴承；CFD；油膜模型；油膜承载力中图分类号：TP271．3文献标识码：A文章编号：1001—3881(2013)15—137—3DesignoftheConicalLiquidHybridBearingMENGYadong，TONGMinyong。GUANZhiwei

3、(SchoolofAutomobileandTransportation，TianjinUniversityofTechnologyandEducation．Tianiin300222，China)Abstract：Aconicalliquidhybridbearingwithcompositeoilcavity(deepcavityandshallowcavity)wasdesigned，whichhadhydrod3，namiceffectandhydrostaticeffecttogether．CFD

4、numericalsimulationwasintroducedintotheliquidhybridbearingdesign．ThefullybearingliquidfilmmodelwasconstructedbySolidWorks，thenitwasinledCFDesigntoproceedsimulation．Thepressurefielddistributionofthebearingliquidfilmandtheshaftdisplacement—bearingsuppo~force

5、curveswereobtainedsimultaneously．CFDnumericalsimulationassiststhecalculationandvalidationofthebearingliquidfilm，thechoosingofthesupplyoilpressure．Thisre—searchprovidesahigheficiencydesignmethodtotheliquidhybridbearingengineeringapplication．Keywords：Conical

6、liquidhybridbearing；CFD；Liquidfilmmodel；Suppo~forceofbearingliquidfilm液体动静压轴承的设计往往涉及了大量的计算与承受径向负载和轴向负载。经验数据的选取，作者综合阶梯型液体动压轴承和圆锥液体静压轴承的结构形式，设计了一个深浅腔颈型圆锥液体动静压轴承。这种轴承同时具有阶梯型液体动压轴承和圆锥液体静压轴承的优点，采用混合式油腔结构。现有的液体动静压轴承设计计算繁琐复杂，不适用于此设计中的计算验证，作者将CFD数值模拟技术应用到液体动静压轴承的设

7、计计算中。以下首先根据试验系统的需要进行圆锥液体动静压轴承的结构设计，然后采用SolidWorks建立轴承的三维图1深浅腔型圆锥液体动静压轴承结构油膜模型，导入CFDesign进行数值模拟，根据数值在图1中，一根轴的左右两端各有一个相同的圆模拟结果对轴承的设计进行修正，最后对应用CFD锥液体动静压轴承。无外负载时，两端圆锥轴承的油数值模拟技术辅助液体动静压轴承设计进行总结。膜对轴施加的轴向力大小相等，方向相反，互相抵1圆锥液体动静压轴承的结构设计消，如果忽略轴的自重，两端圆锥轴承的油膜对轴施作者设计的深浅腔

8、型圆锥液体动静压轴承，采用加的径向力也分别抵消，使得轴保持平衡并处于中心两个轴承对面放置，其整体布置如图1所示，它综合位置。任一端的轴承套内壁展开后如图2所示，内壁了圆锥液体静压轴承和阶梯型液体动压轴承的结构特上沿周向均匀分布了4个动静压混合油腔、4个进油点，采用了恒压力供油的混合式油腔，兼具有动压轴孔，在轴承套的两端回油。轴承工作时，轴承油膜对承的动压腔功能和静压轴承的静压腔功能，能够同时轴颈施加的力可分为轴向