为了精确表征电主轴运转过程中的热态特性,综合考虑热诱导预紧力与黏温效应的影响,建立了新的轴承生热动态模型,在热边界条件引入接触热阻的基础上,采用有限元方法得到主轴系统稳态温度场分布,并分析了主要因素对电主轴热态特性的影响。计算结果表明接触热阻的存在使主轴系统整体温度梯度增加,比没有考虑接触热阻时的温升高;温升引起的热变形,不仅生成了热诱导预紧力而且增加了轴承的温升;为了降低轴承产热,低转速下应选用高粘度润滑油,低转速下应选用高粘度润滑油。

本文利用FLUENT软件建立了高温泵用液膜密封模型,分析了考虑黏温效应时液膜密封的特性研究,以及了在黏温效应的影响下,开启力、刚漏、及摩擦功耗随着转速和压力比的变化规律,发现考虑黏温效应与不考虑黏温效应两种情况下得出的计算结果差距明显,黏温效应的影响至关重要。此结果可为高温泵液膜密封的结构设计提供相关参考。

探究以液态金属为介质的螺旋槽止推轴承端面密封性能,考虑了黏温效应对液态金属螺旋槽润滑性能的影响,建立了层流和湍流状态下的液膜计算模型。基于Fluent软件进行仿真计算,得到轴承的膜厚压力分布;分析对比了两种不同流态下轴承密封的性能;研究了螺旋角和槽数对止推轴承动态性能的影响,考虑液膜承载力和泄漏量等因素,确定了各结构参数的最佳取值。结果表明:螺旋槽为主要承载区域,存在压力峰值;黏温变化对轴承的密封性能影响显著,削弱了动压效应。