基于CFD的曲面瓦推力滑动轴承承载特性分析及实验研究

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1、学号：S15030290基于CFD的曲面瓦推力滑动轴承承载特性硕士学位论文分析及实验研究张松基于CFD的曲面瓦推力滑动轴承林承载特性分析及实验研究研究生姓名：张松林学科、专业：机械工程二○一八年四月分类号：TH16密级：可公开UDC：编号：基于CFD的曲面瓦推力滑动轴承承载特性分析及实验研究LOAD-BEARINGCHARACTERISTICANALYSISANDEXPERIMENTALSTUDYONCURVEDSURFACETHRUSTSLIDINGBEARINGBASEDONCFD学位授予单位

2、及代码：长春理工大学（10186）学科专业名称及代码：机械工程（080200）研究方向：精密和超精密加工技术申请学位级别：硕士指导教师：张文涛副教授研究生：张松林论文起止时间：2016.10—2018.04摘要推力滑动轴承作为旋转机械的关键部件，它的性能直接关系到机器整体性能的发挥。随着现代工业的迅速发展和推力滑动轴承的广泛应用，由轴承润滑失效导致的事故越来越多。因此，对推力滑动轴承润滑承载性能的研究越来越重要。本文采用CFD方法，在分析中考虑温度对润滑性能的影响，对斜-平面瓦和螺旋-平面瓦推力滑

3、动轴承的承载性能进行研究，得出了更加准确的轴承承载性能变化规律。通过数值模拟研究了轴瓦结构参数和运行工况对斜-平面瓦推力滑动轴承THD性能的影响。研究结果表明，瓦斜面倾角、油膜厚度以及转速对轴承润滑性能影响很大；当最小油膜厚度固定时，存在一个最优瓦斜面升高比，使得此时轴承承载力最大；承载力随着转速的增加缓慢增加，增加幅值逐渐变小，使用THD润滑模型进行分析，结果更加贴近实际情况。由斜-平面瓦提出了曲面瓦也即是螺旋-平面瓦的概念，采用正交试验法，研究了结构参数对轴承THD性能的影响规律。研究结果表明

4、，当螺旋线水平、螺旋面占长比为0.8时轴承能够获得较高的承载力；螺旋面升高比为2.5时，轴承能获得最大承载力；经过对比，螺旋-平面瓦轴承的承载性能优于斜-平面瓦轴承，在高转速时，螺旋-平面瓦轴承具有更好的工作稳定性，失效概率更低。最后对推力滑动轴承的实验测试方法进行了研究，并进行了磨损量对比实验。关键词：计算流体力学；推力滑动轴承；正交试验；流体动压润滑；ABSTRACTThrustslidingbearingasakeycomponentofrotatingmachinery,thelubric

5、ationfunctionofthrustslidingbearingsignificantlyaffectstheperformanceofmachine.Withtherapiddevelopmentofmodernindustryandwideapplicationofthrustslidingbearings,moreandmoreaccidentsarecausedbythefailureofbearinglubrication.Therefore,theresearchonthelub

6、ricatingperformanceofthrustslidingbearingsismoreandmoreimportant.ThispaperusesCFDmethodandconsideringtheeffectoftemperatureonlubricationperformanceintheanalysis,theload-bearingcharacteristicofslope-platformandhelix-planethrustbearingsisstudied.Finally

7、,obtainedthemoreaccuratebearingload-bearingperformancechanges.ThroughnumericalsimulationtoanalyzetheinfluenceofbearingstructureparametersandoperatingconditionsontheTHDofthrustslidingbearings.Resultsshowthattheslopeangle,oilfilmthicknessandrotationalsp

8、eedhaveagreatinfluenceonbearinglubricationperformance.Thereisanratioofpadheighttothemininµmfilmthicknesswhichmaximizestheloadcapacitywhentheminimµmthicknessofoilfilmisconstant.Thebearingcapacityincreasesslowlywiththeincreaseoftherotationspeed,