于晓东　潘泽　何宇　刘晟昊　魏亚宵

摘要：间隙油膜流态对静压推力轴承润滑性能有显著影响，却无法通过试验直接进行分析。针对此问题，运用计算流体动力学和润滑理论对静压推力轴承间隙油膜流动进行数值模拟。建立定常不可压缩紊流模型，采用有限体积法和二阶精度的差分格式离散方程。通过将数值模拟结果与理论公式计算结果的比较，验证了所采用的数值模拟方法的正确性。模拟结果表明，随着工作台旋转速度的增加，封油边润滑油的流动始终为层流，而油腔中润滑油流动逐渐由层流变为紊流。该研究成果为静压推力轴承摩擦功耗及温升计算提供理论依据。

关键词：静压推力轴承；油膜流态；数值模拟；计算流体动力学

中图分类号：TH133.3 文献标志码：A 文章编号：1007-2683（2015）06-0042-05

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静压推力轴承是保证重型数控装备安全稳定运行的关键部件之一。随着高速重切技术迅速发展，对数控装备的旋转速度和承载要求不断提高，旋转工作台和底座尺寸不断增大，结构日趋复杂，静压推力轴承的工况进一步恶化，确保推力轴承安全可靠运行成为首先需要解决的问题。张锡清等通过有限元分析，研究了巨型可倾瓦动压推力轴承油槽中油的流态。静压推力轴承间隙油膜的流态是影响轴承温度场的主要因素，不同流态下温升理论计算方法完全不同。紊态流动比层流状态时油膜温度高，粘度低，膜厚减薄，导致轴瓦变形增加，促使轴承承载能力下降，严重时出现摩擦失效现象。……