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螺旋槽微极性液体润滑径向轴承动力特性与稳定性分析

韩清刚  
【摘要】:本文采用算子分裂/有限元法计算微极性流体润滑剂的螺旋槽径向轴承承载力、粘性阻力、润滑油膜刚度系数和阻尼系数等特征量,研究轴承的动力特性和稳定性问题。在液体润滑轴承运转过程中,润滑油膜的负压力区中会出现空泡。空泡对螺旋槽液体润滑轴承的稳定性有很大影响。在液体润滑轴承动力性能计算中,空泡区的边界条件是一个关键问题。本文采用满足全流场质量连续的JFO边界条件,采用微极性流体的广义雷诺方程来求解油膜压力分布,进而获得油膜承载力和粘性阻力等轴承动力特性量;采用小参数摄动法得出油膜压强扰动方程,并采用有限元法解出扰动压强,积分扰动压强获得油膜的阻尼系数和刚度系数,进而求得了表示轴承油膜稳定性的临界转子质量。 微极性流体的粘弹特性由耦合数和分子特征长度两个参数决定。本文研究结果表明,与牛顿流体润滑液相比,以微极性流体为润滑液可以提高螺旋槽径向液体润滑轴承的承载力,和小偏心时的稳定性。同时摩擦阻力也略有增加。在高耦合数下,润滑油膜厚度和分子特征长度的比值越小,油膜承载能力越高,稳定性越好。选用合理参数的微极性流体为润滑剂,可以提高螺旋槽径向滑动轴承的承载力和稳定性。


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