轉子偏斜影響下的可傾瓦徑向軸承油膜特性計算
2024年10月26日1. 問題描述


圖2 轉子偏斜示意
設計參數:轉子名義尺寸D=140mm,瓦寬B=70mm,直徑間隙比ψ=1.5‰,預負荷系數m=0.6,偏支系數0.5,5瓦可傾瓦,瓦間支承;
工況參數:載荷Fw=13700N,轉速n=11000rpm;
潤滑參數:滑油牌號VG32,供油壓力:0.2Mpa,進油溫度T=45℃。

采用壓力基求解器,采用SIMPLE算法求解穩態狀態下的油膜流場,開啟能量方程計算油膜流場,設定入口壓力0.2Mpa、進油溫度45°,出口壓力為大氣壓。在高速旋轉工況下,軸承腔內油膜流動已出現超層流,因此采用低雷諾數修正的k-ω SST湍流模型,不考慮空化影響。
圖4為轉子偏斜角度θ=0°、0.02°、0.03°時的油膜壓力分布,采用單向流熱耦合計算油膜及瓦塊和軸承溫度,結果如圖5所示。
據圖4、5:
(1)隨著轉子偏斜角度的增加,最大油膜壓力逐漸增大,高壓區也逐漸向前端遷移;
(2)承載瓦溫度較高,瓦塊表面溫度沿轉子旋向逐漸升高,轉子偏斜狀態下最高溫度均出現在瓦塊末端,并位于最小膜厚區域;轉子偏斜程度增加瓦溫將超過安全運行溫度。


圖5 不同轉子偏斜角度下軸承及瓦塊溫度分布
對轉子不同偏斜角度下可傾瓦徑向軸承油膜特性進行計算,采用低雷諾數修正的湍流模型進行求解,探討和分析不同偏斜角度下油膜壓力場、溫度場分布以及相應的變化趨勢。

