大型球磨机动静压轴承热态特性及承载能力分析

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球磨机本身作为一种重型机械,被广泛地应用于冶金、化工、建材、煤炭等行业。滑动轴承作为球磨机主要的使用方式,不仅支撑着整个筒体的重量,还要承受着物料及磨球本身对筒体产生的冲击载荷。在实际生产过程中,人们经常遇到滑动轴承被烧坏的状况,一旦出现轴瓦损坏或损伤,因修复时期长,严重影响生产效率。由滑动轴承失效而引起的球磨机故障经常发生,因此对滑动轴承油膜温度的研究有着很重要的意义。液体动静压滑动轴承在正常工作时,由于润滑油具有粘性,使得润滑油的温度升高。随着润滑油的温度升高,导致粘度的下降,从而影响油膜的承载能力,严重时就会导致轴承失效。而传到轴承上的热量会使轴承产生变形,而产生影响最大的是轴承的温度分布,如果温度分布均匀,温差不大,则轴承的局部变形会相对减小。基于此,本文概述了球磨机及其常用轴承,分析了恒流量供油方式和恒压力供油方式的不同和各自特点,并对恒流量供油方式的油膜刚度和承载力做了一定的理论推导。在理论上,还对基本的传热方式、粘温关系、温升的能量方程、雷诺方程及分析使用的边界条件做了一定的阐述。在理论分析的基础上,本文利用计算机流体仿真软件FLUENT进行数值模拟,建立油膜的有限元模型,对不同转速下的油膜温度分布做了分析,并在考虑油膜粘温特性的情况下,分析油膜承载力的特点及其变化特征。本文还利用流固耦合传热的方法,建立的油膜与轴承的耦合模型,用来模拟油膜中所产生的热量向轴承传递的状况,论文的研究工作对球磨机动静压轴承的设计及应用有着工程实际意义。
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