翟强,闫柯,,张优云,洪军,朱永生

(1.西安交通大学现代设计与转子轴承系统教育部重点实验室, 710049, 西安;2.西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室, 710049, 西安)

高速角接触球轴承腔内气相流动与传热特性研究

翟强1,闫柯1,2,张优云1,洪军2,朱永生2

(1.西安交通大学现代设计与转子轴承系统教育部重点实验室, 710049, 西安;2.西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室, 710049, 西安)

针对高速运转滚动轴承腔内空气在接触区周围形成的高压区阻碍润滑介质进入,从而导致供油效率降低的问题,以B7008C角接触球轴承为研究对象,考虑轴承几何结构细节,建立了角接触球轴承腔内气相流动模型,采用旋转坐标系描述轴承各组件运动,分析滚动轴承在不同转速与保持架结构参数下的气相流动。用该模型分析了轴承腔内气相流场,揭示了轴承公转、钢球自旋、保持架结构等因素对轴承腔内气相流型与传热效率的影响规律。结果表明:随着公转转速升高,气流速度升高,轴承腔内压差增大;高速下钢球的自旋效应使轴承腔内气压升高,分布不均匀性加剧;保持架兜孔形状、兜孔结构等参数影响换热效率与压力场分布,随兜孔间隙增大,保持架对流换热系数升高。轴端贴近轴承内圈处是配置供油单元出口的理想位置。

高速角接触球轴承;气相流场;换热效率;保持架结构

轴承内部良好的润滑状态是抑制其摩擦温升、改善滚动轴承服役性能的关键。随着极限转速的不断升高,轴承腔内气相流动剧烈,压差增大,钢球周围形成高速旋涡,钢球滚道接触区周围形成高压区,使得润滑介质难以有效进入[1],从而导致轴承接触区润滑不良及摩擦温升,甚至诱发轴承失效等。……