推力轴承推力盘温度场可视化及热变形研究

摘要

作为水电站、轮船等大型设备的核心部件，推力轴承承受着机组的巨大的轴向推力而发挥着重要作用。因此，对推力轴承的研究保证其能在各种复杂的工作环境下正常工作是十分必要的。通常关于推力轴承的研究都集中在在对其推力轴瓦的研究上，而对于推力盘的研究较少。但是推力盘的变形也会对推力轴承运动形成的油膜产生影响，因此，在本文就着重对推力盘产生的温度场及其热变形进行理论计算及实验验证。
　　文中先建立了推力轴承热弹流体润滑的理论数学模型，通过对雷诺方程、能量方程、油膜厚度方程、粘温方程、热油携带方程、热传导方程及热变形方程的联立求解，经由润滑计算软件中运行计算得到与瓦面对应的油膜温度分布。先在 ANSYS中进行推力盘温度场可视化分析，再对不同转速和比压下的推力盘进行温度场及热变形的研究分析，最后，在实验台上对所得热变形值进行验证。
　　研究结果表明，推力盘在稳定工况下温度场呈轴对称分布，最大温度梯度在镜板下表面处，沿直径方向其温度先升高后降低，其最大温度出现在镜板下表面靠近外径侧。推力盘的比压和转速增大会引起推力盘温度升高，而推力盘温度的改变会对推力盘产生不能忽略的热变形影响，且变形量同样随着比压和转速的增大而增大。最后通过实验验证所得计算结果的正确性。

目录

声明

第1章 绪论

1.1课题背景及研究意义

1.2国内外研究现状

1.3课题来源及主要研究内容

1.4研究方法

第2章 推力轴承热弹流数学模型

2.1理论模型的简化

2.2推力轴承的其他性能参数计算

2.3本章小结

第3章 推力轴承推力盘温度场可视化

3.1热-结构耦合

3.2推力盘温度场分析

3.3 ANSYS可视化分析

3.4本章小结

第4章 推力盘温度场及热变形研究

4.1数值计算步骤

4.2计算参数的选择

4.3不同载荷下的温度场及热变形

4.4不同转速下的温度场及热变形

4.5变形结果分析

4.6本章小结

第5章 推力轴承推力盘热变形实验

5.1引言

5.2实验设计

5.3实验结果

5.4实验分析

5.5本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢