基于流固耦合的水潤滑橡膠軸承潤滑特性研究.pdf

1、水潤滑橡膠軸承由于其良好的潤滑性能,在船舶、水輪機(jī)、水泵等機(jī)械設(shè)備上得到了普遍的認(rèn)可和廣泛的應(yīng)用。與傳統(tǒng)的油潤滑金屬滑動軸承不同,水潤滑橡膠軸承由于具有多曲面、多溝槽的幾何結(jié)構(gòu),橡膠襯層剛度小,潤滑介質(zhì)粘度小等特點(diǎn),其潤滑機(jī)理更具有復(fù)雜性。論文采用流固耦合方法,從工況條件、幾何結(jié)構(gòu)、潤滑介質(zhì)三個方面對水潤滑橡膠軸承的潤滑特性進(jìn)行研究。
　　首先,論文根據(jù)軸承安裝間隙、轉(zhuǎn)速和幾何結(jié)構(gòu),確定了流場流動狀態(tài)為紊流,結(jié)合動壓潤滑理論及流固

2、耦合理論,建立了八溝槽水潤滑橡膠合金軸承的潤滑求解模型,借助于流體計算軟件ANSYS Fluent對軸承運(yùn)行過程中的內(nèi)部流場進(jìn)行了詳細(xì)的分析,分析對比相同工況條件下的仿真求解與試驗(yàn)測試的水膜壓力分布,驗(yàn)證了流固耦合數(shù)值求解方法的可靠性。
　　其次,論文根據(jù)水潤滑橡膠軸承實(shí)際工作情況,研究了不同工況條件、不同幾何結(jié)構(gòu)、不同潤滑介質(zhì)對水膜壓力分布、水膜流速分布、橡膠襯層變形及等效應(yīng)力分布、水膜承載力及摩擦系數(shù)的影響。流固耦合求解結(jié)果表

3、明,采用較大的轉(zhuǎn)速與偏心率有助于流體動壓形成;減小溝槽半徑不僅可以提高軸承的承載能力和減小摩擦系數(shù),還可以改善板條橡膠襯層與銅板條粘接面的等效應(yīng)力分布狀況;采用較小的過渡圓弧半徑可以增加有效的收斂楔形長度,從而有利于潤滑性能的提高;在計算工況范圍內(nèi),圓弧型承載面軸承的承載能力要優(yōu)于平板型;鹽水的承載特性最好,沙水次之,清水最差,鹽水的潤滑特性最好,清水次之,沙水最差,兩種鹽水和沙水濃度對潤滑特性影響較小。通過測試不同幾何結(jié)構(gòu)及潤滑介質(zhì)的