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动静压轴承油膜温度场特性分析与实验研究
摘要
本文针对动静压轴承油膜温度场特性进行了分析与实验研究。利用FLUENT软件对动静压轴承输送系统进行数值模拟计算，通过分析油膜温度场的变化规律，并结合实验数据进行验证，得出了油膜温度场特性的各项参数，包括温度、温度梯度等参数，并对影响油膜温度场的因素进行分析。研究结果表明，油膜温度场受润滑油、轴承负荷、转速等因素的影响，具有复杂的变化规律，并随相关参数的变化而发生相应的变化。本文的研究结果对于轴承的优化设计和运行维护具有一定的参考价值。
关键词：动静压轴承；油膜温度场；数值模拟；实验研究；参数分析
Abstract
Thispaperanalyzesandstudiesthetemperaturefieldcharacteristicsoftheoilfilmindynamicandstaticpressurebearings.FLUENTsoftwareisusedtosimulateandcalculatethetransmissionsystemofdynamicandstaticpressurebearings.Byanalyzingthechangingrulesoftheoilfilmtemperaturefieldandcombiningwithexperimentaldataforverification,thevariousparametersoftheoilfilmtemperaturefieldcharacteristicsareobtained,includingtemperatureandtemperaturegradient,andthefactorsaffectingtheoilfilmtemperaturefieldareanalyzed.Theresearchresultsshowthattheoilfilmtemperaturefieldisaffectedbylubricatingoil,bearingload,andspeed,andhasacomplexchangingrule,whichchangescorrespondinglywiththerelevantparameters.Theresearchresultsofthispaperhavecertainreferencevaluefortheoptimizationdesignandoperationandmaintenanceofbearings.
Keywords:dynamicandstaticpressurebearings;oilfilmtemperaturefield;numericalsimulation;experimentalstudy;parameteranalysis
引言
动静压轴承是一种常用于工业机械中的重要部件，其主要作用是减小摩擦力、降低磨损、提高机械的运行效率和稳定性。而油膜温度场作为轴承输送系统的一个重要参数，对于轴承的正常运行和寿命具有重要的影响。因此，对于油膜温度场的分析和研究具有相当的研究价值。
本文在分析和研究动静压轴承油膜温度场特性的基础上，探讨了影响油膜温度场的因素，并进行了数值模拟与实验验证。通过对油膜温度场的分析和研究，可以为轴承的优化设计和运行维护提供有关的参考依据。
一、油膜温度场特性的数值模拟
1.动静压轴承输送系统模型的建立
为了对动静压轴承输送系统的温度场特性进行数值模拟分析，我们首先需要建立其模型。本文所建立的模型如图1所示。
（插图）
其中，轴承外壳、滑油平衡孔、工作油膜等均为热传导介质，而滚子和外径则不是热传导介质。
2.模型的边界条件及材料参数设置
在建立模型之后，我们需要设置模型的边界条件及材料参数。
边界条件设置如下：
（1）轴承外壳的表面温度为常数；
（2）滑油平衡孔内流体温度为常数；
（3）轴承半径方向和轴向上的所有边界温度均为常数。
材料参数设置如下：
（1）轴承外壳、滑油平衡孔、工作油膜的热传导系数均为常数；
（2）润滑油的动力粘度随温度的变化符合经验公式。
3.油膜温度场的模拟计算结果
在上述边界条件和材料参数设置的基础上，我们运用FLUENT软件对动静压轴承输送系统的油膜温度场进行了模拟计算。
（插图）
通过对油膜温度场的模拟计算，我们可以获得油膜温度场的各项参数，并对其进行详细的分析。
二、油膜温度场特性的实验研究
为了验证数值模拟结果的准确性和可靠性，我们还进行了实验研究。
1.实验装置的搭建
在进行实验之前，我们首先需要搭建实验装置。实验装置的示意图如下图所示。
（插图）
其中，润滑油从A处经过调温装置得到一定温度的润滑油，在B处通过滤纸过滤后进入静压室，再经由C通道进入轴承的补油油槽和润滑油槽