【摘 要】
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随着航空发动机主轴转速的不断增大,大孔径、高转速、重负载成为了发动机主轴承的主要考核压力。高转速角接触球轴承可以胜任目前的工作要求,由此,也对该类轴承的冷却与润滑提出了更高的要求。航空发动机轴承DN值的不断升高,使得高速运动的空气在轴承内部形成强大的高压区,喷射的滑油难以进入轴承内部,造成喷射润滑的润滑效率降低。为了解决高DN值下轴承的润滑问题,众多学者给出了一种优于喷射润滑的环下润滑方式。针对高
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随着航空发动机主轴转速的不断增大,大孔径、高转速、重负载成为了发动机主轴承的主要考核压力。高转速角接触球轴承可以胜任目前的工作要求,由此,也对该类轴承的冷却与润滑提出了更高的要求。航空发动机轴承DN值的不断升高,使得高速运动的空气在轴承内部形成强大的高压区,喷射的滑油难以进入轴承内部,造成喷射润滑的润滑效率降低。为了解决高DN值下轴承的润滑问题,众多学者给出了一种优于喷射润滑的环下润滑方式。针对高速球轴承环下润滑的问题,本文采用VOF模型与MRF模型对150mm孔径的M50全钢球轴承进行了温度场与两相流场的三维数值模拟研究。通过与文献中的实验数据对比,验证了数值方法的准确性。在此基础上,探究了不同工况对高转速球轴承环下润滑方式下的温度场与两相流场的影响。研究表明:(1)转速对轴承的温度场与内部两相流场均有影响,转速与轴承整体温度呈正相关,与内部流场的扰乱程度呈正相关,与轴承内环在周向上的温度梯度呈负相关,与轴承内部油体积分数呈负相关;(2)供油量对轴承的温度场与内部两相流场均有影响,供油量与轴承整体温度和轴承内环轴向温度梯度均呈负相关,供油量的增加可以减弱轴承结构因素对轴承冷却的限制;供油量与轴承内部油体积分数呈正相关,与内部流场的扰乱程度呈正相关;(3)载荷对轴承温度场的影响较大,载荷与轴承整体温度呈正相关,但载荷对轴承内部两相流场的影响较小;(4)转速与滑油穿透率呈负相关,供油量与滑油穿透率呈正相关;(5)当考虑滚珠自转时,轴承转速与轴承温度呈正相关,与滑油穿透率呈正相关,与轴承内部油体积分数呈负相关,与内部流场的扰乱程度呈负相关;(6)当考虑滚珠自转时,供油量与轴承内部油体积分数呈正相关,与滑油穿透率呈正相关,与轴承温度呈负相关。
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