核主泵推力滑動(dòng)軸承流體動(dòng)力潤(rùn)滑分析與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、流體動(dòng)壓潤(rùn)滑軸承依靠潤(rùn)滑油形成一層油膜壓力來(lái)實(shí)現(xiàn)載荷的承受，廣泛應(yīng)用于各大水輪機(jī)、汽輪機(jī)、水電機(jī)組等大型旋轉(zhuǎn)設(shè)備中。推力滑動(dòng)軸承作為整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)唯一能承受軸向載荷的部件，其運(yùn)行狀況的好壞直接影響了整個(gè)系統(tǒng)的性能。核主泵作為整個(gè)核電系統(tǒng)內(nèi)的旋轉(zhuǎn)部件，要求在整個(gè)核電系統(tǒng)突然發(fā)生事故的情況下，核主泵能由于本身慣性而發(fā)生惰轉(zhuǎn)，進(jìn)而使冷卻劑能繼續(xù)流過(guò)堆芯，帶走一部分核燃料的余熱，達(dá)到冷卻的效果，防止核電系統(tǒng)的燒壞。動(dòng)壓推力軸承流體動(dòng)力潤(rùn)滑的研究主要

2、是對(duì)軸承動(dòng)壓流體區(qū)域的溫度場(chǎng)、壓力場(chǎng)等的研究，因此，對(duì)核主泵推力滑動(dòng)軸承的流體動(dòng)力潤(rùn)滑研究變的至關(guān)重要。本文中研究的軸承是可傾瓦推力軸承，它是主泵的主推力軸承，用于承受整個(gè)系統(tǒng)上下兩個(gè)方向的軸向重載。全文的主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　1)介紹了一種高速、重載可傾瓦推力滑動(dòng)軸承，其最高轉(zhuǎn)速可達(dá)1500rpm，正常運(yùn)行時(shí)能承受向上的軸向載荷794KN。
　　2)以上述軸承為研究對(duì)象，介紹了主泵軸承的整體結(jié)構(gòu)、內(nèi)部關(guān)鍵零部件的詳細(xì)結(jié)構(gòu)

3、以及整體主泵軸承的工作原理；建立了可傾瓦推力滑動(dòng)軸承流體動(dòng)力潤(rùn)滑的數(shù)學(xué)模型，主要包含推力滑動(dòng)軸承的膜厚方程、彈性變形方程、廣義雷諾方程、能量方程、潤(rùn)滑油粘溫關(guān)系式和潤(rùn)滑油密溫關(guān)系式，以及它們的邊界條件。
　　3)搭建了核主泵軸承試驗(yàn)臺(tái)，進(jìn)行了72小時(shí)大綱性實(shí)驗(yàn)，整個(gè)軸承試驗(yàn)臺(tái)在整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中，運(yùn)行平穩(wěn)、正常，無(wú)大幅度波動(dòng)；并測(cè)試了兩主推力瓦同一位置處的溫度分布、主泵軸承進(jìn)出口油溫、進(jìn)口油流量，此幾個(gè)參數(shù)為仿真的邊界條件的設(shè)定提供依

4、據(jù)，通過(guò)實(shí)測(cè)主推力瓦的溫度與仿真分析得出的溫度相對(duì)比，驗(yàn)證仿真的正確性。兩主推力瓦的溫度是否接近是評(píng)價(jià)此實(shí)驗(yàn)成功與否的關(guān)鍵因素之一。
　　4）利用FLUENT軟件對(duì)可傾瓦處的油膜進(jìn)行三維數(shù)值仿真，仿真出油膜區(qū)域的溫度場(chǎng)、壓力場(chǎng)變化，以及油膜的速度場(chǎng)，得出油膜承載力和外加載荷的大小基本吻合。并用此方法仿真出的溫度來(lái)對(duì)比實(shí)驗(yàn)時(shí)實(shí)測(cè)出的溫度是否接近，來(lái)驗(yàn)證此方法的正確性。對(duì)瓦塊支點(diǎn)位置進(jìn)行優(yōu)化，通過(guò)改變瓦塊偏支點(diǎn)的周向和徑向位置，算出它