基于耦合传热的圆锥液体静压轴承热态性能分析.pdf

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1、研究与分析2014年第3期(第27卷，总第131期)·机械研究与应用·基于耦合传热的圆锥液体静压轴承热态性能分析李梦阳，陈金明，胡秋(中国工程物理研究院机械制造工艺研究所超精密加工实验室，四川绵阳621900)摘要：针对圆锥液体静压轴承的发热问题，利用CFX软件建立了轴承系统耦合传热模型。首先分析了网格数量对计算精度的影响，然后求解获得了轴承的温度场分布和热量传递情况，最后分析了不同参数对轴承热态性能的影响规律。结果表明，采用CFX软件计算圆锥液体静压轴承耦合传热问题是可行的，与绝热假设下的计算方法相比．耦合传热有效地反映了真实的传

2、热情况；圆锥液体静压轴承的端泄散热占总散热量的大部分，轴颈散热能力最弱，在不同的转速和进油压力下，各个方向上的散热比率发生变化。关键词：圆锥；静压轴承；耦舍传热；热态性能；CFX中图分类号：TEl33．3文献标志码：A文章编号：1007—4414(2014)03—0036—03ThermalPerformanceAnalysisofConicalHydrostaticBearingBasedonConjugateHeatTransferMethodLIMeng—yang，CHENJin-ming，HUQiu(Laboratoryof

3、Ultra-sophisticatedMachining，InstituteofMechanicalManufacturingTechnology，ChinaAcademyofEngineeringics，MianyangSichuan621900，China)Abstract：Accordingtotheproblemoftemperaturerisingofconicalhydrostaticbeating，acoupledheattransfertransfermodelofthebearingsystemwasbuiltby

4、CFXsoftware．Firstthegridnumbereffectsonthecomputationalaccuracywasconsiderd，andthenthebearingtemperaturefielddistributionandtheheattransferstatusweresolved．Finallytheinfluenceofdifferentparametersonthethermalperformanceoftheconicalhydrostaticbearingwasstudied．Resultssh

5、owthatusingCFXsoftwaretocalculatecoupledheattransferproblemoftheconicalhydrostaticbeatingisfeasible．Comparedwiththecalculationbasedonadiabaticassumption，coupledheattransfermodeleffectivelyreflectstherealsituationoftheheattransfer．Theheatlosstakenbyendleakageaccountshol

6、dsthemostofthetotalheatloss，andtheshaftScoolingcapacityispoor．Indifferentspeedandinletoilpressure，coolingrateofalldirectionschanges．Keywords：conical；hydrostaticbeating；coupledheattransfer；thermalcharacter；CFXO引言笔者利用CFX软件的耦合传热功能，建立了圆液体静压轴承的发热一部分由润滑油的摩擦损锥液体静压轴承油膜一轴颈一轴瓦整体

7、传热模型，较耗引起_1j。轴承在旋转时要克服油膜的粘性阻力，准确地获得了轴承温度场分布。通过改变相关参数，由牛顿液体内摩擦定理可知，阻力的大小与切线速度分析了圆锥液体静压轴承热态性能的变化规律。成正比J。圆锥液体静压轴承，油膜各点的线速度1耦合传热的计算模型不同，使轴承温度场分布较为不均匀，从而导致不均1．1网格分析与划分匀的粘度分布和热变形，降低轴承的静态性能。因此研究的圆锥液体静压轴承具有4个油腔，无回油需对圆锥液体静压轴承进行准确的热态性能分析。槽，其基本结构如图1所示。相关尺寸见表1。轴承静压轴承的热传递是一个很复杂的过程，

8、油膜、采用间隙节流器，通过调整间隙大小使得液阻比为轴颈、轴瓦之间的传热受到整个温度场分布的影响，0．6，以保证较大的轴承刚度。难以用简单的数学关系进行描述，早期的计算多采用绝热假设，即认为热量全部由润滑油带走。Cole的滑表1轴承结构