李松柏，刘义伦，刘伟涛

(中南大学 机电工程学院，高性能复杂制造国家重点实验室，湖南 长沙，410083)

螺旋摆动液压缸是一种能把活塞的直线运动转变成旋转运动并做功的液压元件，广泛应用在高扭矩有限摆动运动的场合，如：港口机械、工程机械、建筑机械、烟草机械、农林机械、医疗机械、特种机器人、海底勘探装置及近海平台等领域。螺旋摆动液压缸的使用寿命主要取决于缸内旋转动密封的失效，密封间隙流场特性影响液压缸的承载能力，因此，为提高承载能力，获取较优的油膜间隙，有必要对密封间隙的旋转流场进行计算。国内尚未见螺旋摆动液压缸内旋转流场计算的报道，以滑动轴承油膜特性研究较多[1-2]。传统的旋转流场计算是在一系列的假设条件下对雷诺方程进行求解，这种方法具有计算时间短的突出优点[3-4]。但是雷诺方程是 N-S方程的简化，忽略了惯性项、油膜曲率等的影响。为此，可通过求解时均化的 N-S方程(RANS)加上层流模型封闭组成方程组的方法来研究螺旋副的动特性[5-6]。本文作者利用基于有限体积法的计算流体动力学(CFD)软件 Fluent进行N-S方程求解，分析径向间隙对摆动液压缸性能的影响，比较不同螺旋副半径间隙的动特性,分析同一间隙不同偏心距下油膜的润滑性能，为螺旋摆动液压缸的设计提供更全面的理论参考。

1 螺旋摆动液压缸的工作原理

螺旋摆动液压缸由输出螺杆、青铜轴套、螺旋轴套、固定螺母、缸体、推力轴承、定位卡环、轴套、垫圈、前后端盖、各密封件等零件组成，青铜轴套和螺旋轴套通过螺纹紧固装配成一个整体称空心螺杆。……