华南理工大学学报(自然科学版)

作者：于晓东, 高维铖, 伍广鹏, 等

单位：哈尔滨理工大学 先进制造智能化技术教育部重点实验室，黑龙江 哈尔滨 150080

关键词：静压推力轴承,高速重载工况,对流换热系数,热特性表征,数值模拟与实验

基金：黑龙江省自然科学基金资助项目 (E2016040); 黑龙江省普通本科高等学校青年创新人才培养计划项目(UNPYSCT-2017096)

在高速重载工况下静压推力轴承由于强剪切和强挤压联合作用，油膜发热量大，温升高且分布不均，会产生热变形。不同工况下静压推力轴承对流换热不同，进一步导致工作台和底座热变形不均匀。为表征其热特性，提出等面积分割法，通过区域计算不同工况下静压推力轴承对流换热系数。运用软件 ANSYS Workbench 对工作台和底座温度分布及热变形进行仿真，得到工作台热变形分布及载荷和转速对轴承的影响，搭建实验台并进行验证。结果表明: 承载 0 ～8t 时，随载荷增大和转速减小，变形量逐渐增大。承载 8 ～ 24 t 时，随载荷增大和转速减小，变形量逐渐减小。承载 24 ～ 32 t 时，旋转工作台为 Z 向负变形，且最大变形在工作台边缘处，底座最大变形集中在底座最下面肋板部分。底座变形比旋转工作台变形小。承载 16 ～ 30 t 时静压推力轴承变形较小，最优承载在 16 ～30t 之间。建议通过优化其内部结构或增强散热进一步提高抗热变形性能。

来源：2020年第9期

《华南理工大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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