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基于FLUENT的静压轴承流场及温度场研究

张艳芹

   静压轴承具有承载能力大、运行稳定可靠等特点被广泛应用到重型装备中并成为核心部件,则其润滑性能的优劣直接影响到整个机床运行的可靠性、寿命和经济指标。随着现代工业的发展,旋转机械越来越趋向于高速、重载和大功率,对于静压轴承的性能要求也越来越高。静压轴承的润滑油温升主要来源于工作台旋转带动油膜剪切产生及系统发热,这与转速大小有密切关系,而工作台在局部受热不均的情况下将会产生变形现象,这将给生产带来严重隐患,要想最终解决此类问题,掌握静压轴承工作中液体的流场及温度场分布情况必然是关键的一步。 本文对重型立式数控车床工作台静压轴承进行研究,应用三维造型软件Pro/ENGINEER对扇形及椭圆形油腔的静压轴承进行三维结构设计,并对比了静止状态下不同形状油腔的流速分布及压力分布。结果表明:由于油腔形状不同,导致与上工作台的有效接触面积大小不同,扇形油腔各个方向速度在迭代计算后更容易收敛且更容易趋于稳定,而椭圆形油腔各个方向速度波动性较大。因此选用对较优化的扇形油腔工作台静压轴承研究,对其工作状态下的润滑问题进行具体分析,建立了模拟静压导轨本体及导轨内部三维流动的数学模型及边界条件,并利用CFD原理,选用层流模型,采用有限体积法并选取FLUENT中的分离式求解器进行求解,得出了导轨周期端面较准确的不对称流速分布、压力分布及温度分布,并分析了部分重要参数对计算结果的影响。 通过该仿真程序可以数值模拟出不同参数下静压导轨的润滑性能,可提前实现对大尺寸静压导轨润滑的特性的预测,结论对大尺寸静压轴承结构设计及工作台运行的可靠性有指导意义。……   
[关键词]:静压轴承;CFD;润滑;流场;温度场
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:哈尔滨理工大学2007年
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