背压下旋转分配器间隙流场特性分析.pdf

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1、2011NO．5重型机械·33·背压下旋转分配器间隙流场特性分析唐华存，陈占福(1．上海交通大学机械与动力工程学院，上海200240；2．宝钢热轧厂，上海200941)摘要：旋转分配器工作时保持回油通路一定的背压能够提高其使用寿命。本文首先推导出间隙流场中流量、压力、承载能力和油膜刚度的计算公式，得出在增加背压的情况下间隙流场内流体特性的变化，然后运用fluent对间隙流场进行有限元分析，验证了理论公式。在满足旋转分配器工作变载荷的情况下，可以适当增加背压。关键词：背压；间隙流场；有限元分析中图分类号：TH13

2、2文献标识码：A文章编号：1001—196X(2011)05—0033—03AnalysisforgapflowfieldcharacteristicsofrotarydistributorunderbackpressureTANGHua．cun。CHENZhan．fu(1．SchoolofMechanicalEngineering，ShanghaiJiaoTongUniversity，Shanghai200240，China；2．HotRollingPlantBaosteel，Shanghai200941，C

3、hina)Abstract：Keepingtheoilretumpathofrotarydistributorunderacertainbackpressurecanimprovetheworkinglife．Theformulaofflow，pressure，loadingcapacityandoilfilmstiffnessingapflowfieldisderivedinthispa—per，thevariationcharacteristicsoffluidinthegapflowfieldisobta

4、inedwhenthebackpressureincreases，andthenthefiniteelementanalysisofgapflowfieldisadoptedwithFluenttoverifythetheoreticalformula．Thecon—clusionisthatthebackpressurecanbeproperlyincreasedwhilethevariableloadofrotarydistributorissatisfied．Keywords：backpressure；g

5、apflow；FEM2b由螺钉连在一起，经密封圈7与外壳9相连，1日IJ舌固定不动。压力油从进油孔8通人，经2a、2b宝钢股份2050热轧卷取机旋转分配器是实上的孔道进入密封平面上的环形槽15，再通过现卷取的关键部件，其主要功能是将压力油在旋1a、1b上的孔道流人轴中心孑L道14。间隙5、转件和固定件之间进行传输，使流体动力不断地6、13间的压力环带形成静压反馈控制机构。传递下去。其中浮动衬套是一个静压控制系统，当受到外载荷的作用时容易磨损失效，研究背压下浮动衬套间隙流场特性变化对改善旋转分配器使用寿命有很好的

6、参考价值。2旋转分配器工作原理如图1所示，1a、1b由螺钉连在一起，经密封圈4与转动轴3相连，随轴一起回转；2a、图1旋转分配器收稿日期：2011—07—20；修订日期：2011—08—03Fig．1Rotarydistributor作者简介：唐华存(1987一)，男，上海交通大学硕士研1a．配流环；1b．调节环；2a．固定环；2b．静压环；3．旋究生。·34·重型机械转轴；4、7．密封圈；5、6、13．密封间隙；8．进油孔；9．外壳；10．补偿环；11．补偿沟槽；12．静压环道；14．中心孔道；15．环形槽q

7、g一6叼／l音nr2+inr6j(4)3浮动衬套模型式中，h为间隙2—1间油膜的厚度；为间隙5旋转分配器浮动衬套的模型如图2所示，假—6问油膜的厚度。定液压油是不可压缩、稳定、轴对称的层流。其3．3油膜刚度和承载力边界条件：油膜刚度是指油膜抗载荷变动的能力，也就r=r2、r=r3时，P2p3po是产生单位油膜厚度变化所需的载荷变动量。油r=1"4、r=r6时，P4p6p。膜刚度的表达式为r=r1、r=r5时，P1p5p6式中，P。、P。、P分别为进油口压力、回油背s：(5)亡ln压、静压环道(油腔)压力。式中，

8、P为间隙油膜的承载力，n为间隙油膜的厚度。静压平衡机构在左右液压的作用下处于平衡状态，P为液压作用在组件1a／1b上向左的力。油膜压强沿整个面积的积分，得到油膜的承载力P=Fl+F2+F3(6)图2浮动衬套模型式中，F为作用在环形槽上的力，F=。(r；一Fig．2Floatingbushingmodelr；)；F为作用在外密封带上的力，F=[p()+(-2r，2In4r2一(r2一3．