液体静压推力轴承设计与FLUENT仿真分析

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ｓｉｍｕｌｔａｉｏｎｉｓｃｒｒａｉｅｄｂｙＦＬＵＥＮＴｏｎｔｈｅｂｓｉａｓｆｓｏｔａｔｉｃｅｏｎｄｉｔｉｏｍＩｔｓｉｃｏｎｃｌｕｄｅｄｔｈｔａｏｉｌｌｍｒｉｇｉｄｉｔｙｉｃｒｎｅａｓｅｓｌｉｎｅｒｌａｙｗｉｔｈｔｈｅｒｏｔｔｉａｏｎｓｐｅｅｄｆｔｏｈｅｓｐｉｎｄｌｅ，ｗｈｉｌｅｔｈｅｏｉｌｌｏｆｗｒｔａｅＳｂｏｗｓｉｒｒｅｌｅｖａｎｔｓｔｔａｉｏｎｒｙａｖａｌｕｅ．Ｆｕａｈｅｒａｎｌａｙｓｓｉｉｄｉｎｃｔａｅｄｔｈｔａｔｈｅｄｙｎｍｉａｃｐｒｅｓｓｕｒｅｅｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅｒｉｎｇｏｉｌｃｈａｍｂｅｒｓｉｍｉｎａｌｙｏｃｃｕｒｒｅｄｉｎｔｈｅｏｉｌｃａｖｉｔｙａｎｄｔｈｅｏｉｌｇｐａｂｅｔｗｅｅｎｉｎｎｅｒｎｄａｏｕｔｅｒ
机械设计与制造
２２０ＭａｃｈｉｎｅｒｙＤｅｓｉｇｎ＆Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ
第９期２０１７年９月
液体静压推力轴承设计与ＦＬＵＥＮＴ仿真分析
王禹，王连吉，王续跃
ｌ１６０２４）（大连理工大学机械工程学院，辽宁大连
力不足问题，基于经典流体力学公式，对其主轴系统中的关键部件液体静压推力轴承进行了详细设计与计算。所设计的
推力轴承在最大轴向载荷９９０Ｎ作用时，轴向位移为２．６ｍ。在空载静止满足条件基础上，运用模拟仿真软件ＦＬＵＥＮＴ对
ｄｅｓｉｇｎｅｄａｎｄｃｌｃａｕｌｔａｅｄａｇａｉｎｓｔｏｉｌｉｌｆｍｒｉ＃ｄｉｔｙｏｆｈｙｄｒｏｓｔｔａｉｃｔｈｒｕｓｔｂｅｒｉａｎｇ，ｔｈｅｋｅｙｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｉｎｔｈｅｍａｉｎｓｐｉｎｄｌｅ，
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｄｅｖｉｃｅｉｎｔｈｅｐｒｏｄｕｃｉｎｇｎｄａｖｉｂｒａｔｉｏｎｔｅｓｔｉｎｇｏｆｂｅａｒｉｎｇ，ｔｈｅｔｅｓｔｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙｏｆｖｉｂｒｔｉａｏｎｄｅｔｅｃｔｏｒｒｄｅｅｐｇｒｏｏｖｅｂａｌｌｂｅａｒｉｎｇｗｉｔｈｍａｘｉｍｕｍｅｘｔｅｒｎａｌｄｉａｍｅｔｅｒｆｏ２００ｍｍｓｉｒｅｑｕｉｒｅｄｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｎｅｗｒｏｌｌｉｎｇ
ＤｅｓｉｇｎｏｆＨｙｄｒｏｓｔａｔｉｃＴｈｒｕｓｔＢｅａｒｉｎｇａｎｄＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＡｎａｌｙｓｉｓｂｙＦｌｕｅｎｔ ’
ＷＡＮＧＹｕ．ＷＡＮＧＬｉａｎ－ｊｉ。ＷＡＮＧＸＵ — ｙｕｅ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＬｉａｏｎｉｎｇＤｌｉａａｎ１１６０２４，Ｃｈｉｎａ）
Байду номын сангаас
所设计的结构进行仿真分析，得出随主轴转速的提高油膜刚度程线性增加，而流量不随主轴转速的提高而改变。进一步分析得知，环形油腔推力轴承在主轴旋转时其动压效应主要产生在油腔及内外缘出油间隙处。该液体静压推力轴承，设计合理可靠，可供同类别产品主轴系统提供设计参考。关键词：轴承振动检测仪；液体静压推力轴承；经典流体力学；ＦＬＵＥＮＴ仿真模拟；动压效应；油膜刚度中图分类号：ＴＨ１６；ＴＨ１３３．３；ＴＨ７０２文献标识码：Ａ文章编号：１００１ — ３９９７（２０１７）０９ — ０２２０ — ０５
摘
要：轴承的振动检测是轴承生产检测中的重要环节，轴承振动检测仪是轴承振动检测的重要检测仪器。艮据２０１０年
４月起实施的新的滚动轴承振动测量方法，针对测量最大外径为２００ｍｍ的深沟球轴承振动检测仪主轴系统轴向承载能
ｂｅａｒｉｎｇｖｉｂｒａｔｉｏｎｍｅｏｓｕｒｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｆｒｏｍＡｐｒｉｌ２０１０．Ｔｏｓｏｌｖｅｔｈｉｓｐｒｏｂｌｅｍ，ｂａｓｅｄｏｎｃｌｓｓａｉｃｌａｈｙｄｒｏｄｙｎｏｌｎｃｉ３，ｉｔｉｓａｍｐｌｙ
ｒｅｓｕｌｔｉｎｇｔｈｔａｔｈｅｘｉａａｌｄｉｓｐｌｃｅａｍｅｎｔｏｆｔｈｅｔｈｒｕｓｔｂｅｒｉａｎｇｉｓ２．６ｍｗｈｅｎｔｈｅｘｉａｌａｆ０ｉｓ９９０Ｎ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ