转子偏斜影响下的可倾瓦径向轴承油膜特性计算

1. 问题描述

图2 转子偏斜示意

设计参数：转子名义尺寸D=140mm，瓦宽B=70mm，直径间隙比ψ=1.5‰，预负荷系数m=0.6，偏支系数0.5，5瓦可倾瓦，瓦间支承；

工况参数：载荷Fw=13700N，转速n=11000rpm；

润滑参数：滑油牌号VG32，供油压力：0.2Mpa，进油温度T=45℃。

采用压力基求解器，采用SIMPLE算法求解稳态状态下的油膜流场，开启能量方程计算油膜流场，设定入口压力0.2Mpa、进油温度45°，出口压力为大气压。在高速旋转工况下，轴承腔内油膜流动已出现超层流，因此采用低雷诺数修正的k-ω SST湍流模型，不考虑空化影响。

图4为转子偏斜角度θ=0°、0.02°、0.03°时的油膜压力分布，采用单向流热耦合计算油膜及瓦块和轴承温度，结果如图5所示。

据图4、5：

（1）随着转子偏斜角度的增加，最大油膜压力逐渐增大，高压区也逐渐向前端迁移；

（2）承载瓦温度较高，瓦块表面温度沿转子旋向逐渐升高，转子偏斜状态下最高温度均出现在瓦块末端，并位于最小膜厚区域；转子偏斜程度增加瓦温将超过安全运行温度。

图5 不同转子偏斜角度下轴承及瓦块温度分布

对转子不同偏斜角度下可倾瓦径向轴承油膜特性进行计算，采用低雷诺数修正的湍流模型进行求解，探讨和分析不同偏斜角度下油膜压力场、温度场分布以及相应的变化趋势。