高速滾動(dòng)軸承噴油潤(rùn)滑油液穿透機(jī)理分析.pdf

1、高速滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑是目前高速機(jī)床和航空航天發(fā)動(dòng)機(jī)面臨的重要技術(shù)難題。其潤(rùn)滑方式主要有油氣潤(rùn)滑、環(huán)下潤(rùn)滑和噴油潤(rùn)滑。其中噴油潤(rùn)滑，因具有系統(tǒng)簡(jiǎn)單、易控制、潤(rùn)滑冷卻效果好等優(yōu)點(diǎn)，故大量應(yīng)用在高速滾動(dòng)軸承中。隨著機(jī)械裝備對(duì)高速滾動(dòng)軸承轉(zhuǎn)速要求的提高，軸承內(nèi)外圈將形成高速氣流，阻礙潤(rùn)滑油噴射至軸承內(nèi)部，影響噴射潤(rùn)滑的潤(rùn)滑效果。本課題基于空氣動(dòng)力學(xué)研究高速滾動(dòng)軸承環(huán)間氣流特性，通過建立氣液兩相流數(shù)學(xué)模型研究潤(rùn)滑油在軸承環(huán)間的運(yùn)動(dòng)過程，探究高dn值

2、時(shí)潤(rùn)滑油的穿透機(jī)理。
　　因高速滾動(dòng)軸承環(huán)間氣相流場(chǎng)對(duì)潤(rùn)滑油穿透性影響較大，故首先利用 RNG k-ε湍流模型和多旋轉(zhuǎn)參考系模型對(duì)高dn值下滾動(dòng)軸承環(huán)間單相氣流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值分析和研究不同參數(shù)對(duì)其的影響規(guī)律，得到了氣體壓縮性對(duì)軸承環(huán)間單相氣流場(chǎng)的影響；軸承環(huán)間氣流場(chǎng)壓力特性、速度特性；保持架結(jié)構(gòu)對(duì)軸承小端面氣流場(chǎng)的影響；初步確定了噴嘴最佳噴油位置；為軸承環(huán)間氣液兩相流提供初始參數(shù)。其次，因噴油潤(rùn)滑油液進(jìn)入軸承環(huán)間與空氣形成氣液兩相流，

3、故利用 VOF模型對(duì)此狀態(tài)下的空氣和潤(rùn)滑油界面進(jìn)行動(dòng)態(tài)捕捉，以了解潤(rùn)滑油的運(yùn)動(dòng)過程、分布特點(diǎn)以及不同參數(shù)對(duì)環(huán)間油液體積分?jǐn)?shù)的影響，得到了潤(rùn)滑油在不同轉(zhuǎn)速下進(jìn)入軸承環(huán)間的運(yùn)動(dòng)過程；軸承環(huán)間氣液兩相流場(chǎng)的壓力、速度特性；軸承環(huán)間初始?xì)饬鲌?chǎng)對(duì)潤(rùn)滑油進(jìn)入的影響。最后，利用試驗(yàn)對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。對(duì)軸承綜合試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行改進(jìn)，主要涉及軸向加載裝置和噴油潤(rùn)滑系統(tǒng)，以滿足試驗(yàn)要求。通過不同轉(zhuǎn)速和噴油量下軸承環(huán)間油液體積分?jǐn)?shù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)和數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果的對(duì)比