高速滚动轴承喷油润滑有限元分析
2021-07-22申志强刘红彬郝金华杨梦科邱明
轴承 2021年10期
关键词:模型
申志强,刘红彬,郝金华,杨梦科,邱明
(河南科技大学 机电工程学院,河南 洛阳 471003)
轴承润滑方式分为脂润滑与油润滑,高速工况(dmn值大于2×106mm·r·min-1)下,轴承大多采用喷油润滑[1],润滑油通过高压喷嘴进入轴承腔内,部分润滑油因环间高速气流扰动作用而出现不同程度的雾化。雾化后粒径较小的润滑油进入润滑区困难,难以实现轴承的润滑和冷却。除此之外,轴承内部高速气流与部分雾化的润滑油会结合形成气液两相流[2-3],故有必要对高速轴承喷油润滑雾化现象进行研究。
国内外对喷油润滑雾化现象做了大量研究:文献[4]采用相位多普勒粒子分析仪(PDPA)技术与数值计算方法对航空发动机轴承腔内的油液颗粒运动进行分析;文献[5]在不改变总孔板出口面积的情况下改变喷嘴孔数,采用二维PDPA(相位多普勒粒子分析仪)测量了从多孔喷嘴间歇喷射到静止环境空气中的雾滴SMD (索特尔平均直径)和AMD(算术平均直径);文献[6]在一个定容蛋里,利用复合激光诱导技术在不同压力条件下对柴油喷雾撞壁特性进行了定量分析;文献[7]基于网格自适应技术,建立了一种新的雾化场分析模型,分析了不同扰动频率与幅值条件下油液的雾化破碎过程,得到了油液分布情况。
上述喷油润滑雾化现象的研究文献,均未详细阐述轴承腔内润滑油的雾化机理。鉴于此,通过对球进行分层处理,分析了油液经喷嘴喷入后经油沟诱导进入轴承腔,在腔内高速气流和湍流径向力相互作用下,油液碎裂导致液滴直径急剧减小而发生的雾化现象,并分析了转速、喷油压力对大粒径油液占比的影响。……
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