磨损工况下可倾瓦轴承性能研究
2021-11-11唐心昊王玉君许伟伟王振波
李 强, 唐心昊, 张 硕, 王玉君, 许伟伟, 王振波
(中国石油大学(华东) 新能源学院,山东青岛 266580)
随着石油机械行业的发展,压缩机、离心泵等旋转机械逐渐大型化、高速化,对滑动轴承性能要求不断提高,可倾瓦轴承因其高稳定性得到了广泛应用。滑动轴承性能的研究一直受到学者们的高度重视。Kayar等[1]和Li等[2]基于Reynolds方程的求解研究了偏心率、转速和润滑介质特性对轴承性能的影响。在求解Reynolds方程时耦合求解能量方程进而研究考虑热效应下固定瓦轴承[3-4]和可倾瓦轴承[5-6]性能。计算机技术的发展使求解N-S方程成为可能,Keogh等[7]开发了CFD程序,研究了轴向开槽的轴承温度分布;李强等[8-11]采用CFD方法,结合动网格技术研究了轴承动静特性以及轴承内不凝结气体;Ding等[12]基于CFD方法研究了考虑空气夹带下可倾瓦轴承的摩擦损失;Armentrout等[13]分别采用Reynolds方程和CFD方法分析了湍流及对流惯性项对可倾瓦轴承的影响;Parovay等[14]采用CFD方法研究了可倾瓦轴承性能与载荷、转速和径向间隙的关系。基于Reynolds方程和CFD方法,逐渐形成了滑动轴承热流体润滑(THD)模型。在启停或转子失稳的工况下,轴瓦发生磨损引起其形状的变化,进而改变轴承性能。磨损工况下轴承性能的研究逐渐展开[15-16]。但目前轴承磨损的研究大多为基于Reynolds方程的固定瓦轴承[17-18],采用CFD方法的可倾瓦轴承的研究较为少见。笔者采用CFD方法、结合自编动网格程序建立可倾瓦轴承三维热流体动压润滑模型(thermo-hydrodynamic, THD),实现润滑流场、转子运动以及瓦块转动三者之间的耦合。……