1. 問題描述

圖2 轉(zhuǎn)子偏斜示意

設(shè)計參數(shù)：轉(zhuǎn)子名義尺寸D=140mm，瓦寬B=70mm，直徑間隙比ψ=1.5‰，預(yù)負(fù)荷系數(shù)m=0.6，偏支系數(shù)0.5，5瓦可傾瓦，瓦間支承；

工況參數(shù)：載荷Fw=13700N，轉(zhuǎn)速n=11000rpm；

潤滑參數(shù)：滑油牌號VG32，供油壓力：0.2Mpa，進(jìn)油溫度T=45℃。

采用壓力基求解器，采用SIMPLE算法求解穩(wěn)態(tài)狀態(tài)下的油膜流場，開啟能量方程計算油膜流場，設(shè)定入口壓力0.2Mpa、進(jìn)油溫度45°，出口壓力為大氣壓。在高速旋轉(zhuǎn)工況下，軸承腔內(nèi)油膜流動已出現(xiàn)超層流，因此采用低雷諾數(shù)修正的k-ω SST湍流模型，不考慮空化影響。

圖4為轉(zhuǎn)子偏斜角度θ=0°、0.02°、0.03°時的油膜壓力分布，采用單向流熱耦合計算油膜及瓦塊和軸承溫度，結(jié)果如圖5所示。

據(jù)圖4、5：

（1）隨著轉(zhuǎn)子偏斜角度的增加，最大油膜壓力逐漸增大，高壓區(qū)也逐漸向前端遷移；

（2）承載瓦溫度較高，瓦塊表面溫度沿轉(zhuǎn)子旋向逐漸升高，轉(zhuǎn)子偏斜狀態(tài)下最高溫度均出現(xiàn)在瓦塊末端，并位于最小膜厚區(qū)域；轉(zhuǎn)子偏斜程度增加瓦溫將超過安全運(yùn)行溫度。

圖5 不同轉(zhuǎn)子偏斜角度下軸承及瓦塊溫度分布

對轉(zhuǎn)子不同偏斜角度下可傾瓦徑向軸承油膜特性進(jìn)行計算，采用低雷諾數(shù)修正的湍流模型進(jìn)行求解，探討和分析不同偏斜角度下油膜壓力場、溫度場分布以及相應(yīng)的變化趨勢。