圆锥液体静压轴承的耦合热态分析及实验研究.pdf

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1、2014年11月润滑与密封NOV．2014第39卷第11期LUBRICATIONENGINEERINGVo1．39No．11DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2014．011．022圆锥液体静压轴承的耦合热态分析及实验研究李梦阳陈金明胡秋(1．中国工程物理研究院机械制造工艺研究所四川绵阳621900；2．中国工程物理研究院超精密加工技术重点实验室四川绵阳621900)摘要：针对圆锥液体静压轴承的热效应，分析其生热和传热的机制，指出圆锥液体静压轴承的热态性能属于耦合传热问题，必须综合考虑润滑油、轴瓦、转轴等零件的生热和传

2、热情况。采用ANSYSCFX软件建立圆锥液体静压轴承耦合热态模型，获得轴承温度场的分布及变化规律，并搭建实验平台对模型进行验证。结果表明：热平衡时，圆锥液体静压轴承各处温度差别较大，随着转速的增大和进油压力的减小，轴承的温升增大；圆锥液体静压轴承热态性能仿真计算结果和实验结果吻合，证明采用圆锥液体静压轴承耦合热态模型能够较为准确地获得轴承的热态性能变化情况。关键词：圆锥；静压轴承；耦合传热中图分类号：TH133．3文献标识码：A文章编号：0254—0150(2014)11—103—4SimulationAnalysisandExperimen

3、talStudyonCouplingThermalCharactersofConicalHydrostaticBearingLiMengyang·ChenJinmingHuQiu'(1．InstituteofMechanicalManufacturingTechnology，ChinaAcademyofEngineeringPhysics，MianyangSichuan621900，China；2．LaboratoryofUltra-sophisticatedMachining，ChinaAcademyofEngineeringPhysics

4、，MianyangSichuan621900，China)Abstract：Aimedattheproblemofheatingeffectoftheconicalhydrostaticbearing，themechanismoftheheatgenera—tionandtransferwasanalyzed．Thethermalcharacterofconicalhydrostaticbearingwasindicatedtobeacoupledthermalproblem，theheatproduceandheattransfercond

5、itionsofoil，bearing，shaftandotherpansmustbeconsideredasawholesystem．AcoupledheattransfermodelofthebearingsystemwasbuiltbyANSYSCFXsoftware，withwhichthebearingtemperaturefielddistributionandtheheattransferstatuswassolved．Anexperimentalplatformwasbuilttoverifythemod-e1．Results

6、showthatthetemperatureofthebearingisquitedifferentatdifferentpanswhenitisinthermalequilibrium．Thetemperaturerisingofthebearingisincreasedalongwiththeincreasingofrotationalspeedandthedecreasingofinletpressure．Thesimulationresuhsareidenticaltotheexperimentresults，whichprovest

7、hatusingthecoupledthermalmodeltoanalyzethethermalstateofconicalhydrostaticbearingisquiteaccurate．Keywords：conical；hydrostaticbearing；coupledheattransfer液体静压轴承具有很长的应用历史，随着技术的出油带走，20％一30％传人轴瓦，剩下的热量则传递进步，发热问题逐渐成为制约其性能和精度提升的关给转轴。然而在理论计算时，由于计算条件所限，很键因素。国内外学者在液体静压轴承热态性能研究方难将固体导热纳

8、入模型进行计算，往往是假设热量全面做了很多工作，Cole⋯率先展开了滑动轴承传热实部由出油带走。随着计算流体力学和数值传热学验研究，他指出滑动轴承产生的热量40％一