唐华存，陈占福

(1．上海交通大学机械与动力工程学院，上海 200240;2．宝钢热轧厂，上海 200941)

1 前言

宝钢股份2050热轧卷取机旋转分配器是实现卷取的关键部件，其主要功能是将压力油在旋转件和固定件之间进行传输，使流体动力不断地传递下去。其中浮动衬套是一个静压控制系统，当受到外载荷的作用时容易磨损失效，研究背压下浮动衬套间隙流场特性变化对改善旋转分配器使用寿命有很好的参考价值。

2 旋转分配器工作原理

如图1所示，1a、1b由螺钉连在一起，经密封圈4与转动轴3相连，随轴一起回转;2a、2b由螺钉连在一起，经密封圈7与外壳9相连，固定不动。压力油从进油孔8通入，经2a、2b上的孔道进入密封平面上的环形槽15，再通过1a、1b上的孔道流入轴中心孔道14。间隙5、6、13间的压力环带形成静压反馈控制机构。

图1 旋转分配器Fig.1 Rotary distributor

1a.配流环;1b.调节环;2a.固定环;2b.静压环;3.旋转轴;4、7.密封圈;5、6、13.密封间隙;8.进油孔;9.外壳;10.补偿环;11.补偿沟槽;12.静压环道;14.中心孔道;15.环形槽

3 浮动衬套模型

旋转分配器浮动衬套的模型如图2所示，假定液压油是不可压缩、稳定、轴对称的层流。其边界条件:

式中，p0、pa、pb分别为进油口压力、回油背压、静压环道(油腔)压力。

图2 浮动衬套模型Fig.2 Floating bushing model

3.1 压力分布

浮动衬套密封间隙流体压力受进出口压力、压力油离心力和流动惯性的影响。本文忽略由流动惯性引起的泄漏量，则由压差和旋转引起的缝隙2－1中的泄漏量为(缝隙位置参考图2)

积分得缝隙2－1间的压力为

3.2 间隙泄漏量

由q21=q56和边界条件，并根据压力方程求得间隙2－1的泄漏量为