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水润滑塑料合金轴承润滑机理研究

时间:2019-12-21 18:43:39  来源:  作者:  浏览量: 1
简介: 由于自来水具有无污染、来源广泛、节省能源、安全性、难燃性等特性,是最具有发展潜力的润滑介质。因此,如何利用水替代油作为各种机械传动系统润滑介质的研究课题,引起了人们

由于自来水具有无污染、来源广泛、节省能源、安全性、难燃性等特性,是最具有发展潜力的润滑介质。因此,如何利用水替代油作为各种机械传动系统润滑介质的研究课题,引起了人们的普遍关注,并已水由于粘度极小而很难形成流体动力润滑,而非刚性轴承一塑料合金轴承却以水作为润滑介质,本文以此人手,对水润滑塑料合金轴承的润滑机理作初步研究。

  1雷诺方程的建立立粘滞流体的运动方程即纳维-斯托克斯方程,是研究流体润滑的基本方程,水是牛顿流体,其运动方程如下:润滑水膜为简化纳维一斯托克斯方程,我们对水润滑塑料合金轴承的润滑条件作如下假设:膜中流体的运动是层流,无涡流和紊流产略去体积力,如重力,电磁力的影响,即=Fy-由于水的流体惯性力较其粘性剪切应力要小得多,故可略去水的流体惯性力。即水膜厚度/i与摩擦表面轮廓尺寸相比甚小,可以认为水膜的压力和粘度沿膜厚方向是不变的。

  水膜和摩擦表面接触处没有滑移,即是轴承界面上水流速度与表面速度相等。

  摩擦表面的曲率半径比水膜厚度大得多,可将摩擦表面视为平面,即认为载荷是垂直分布的。

  水是牛顿流体,服从牛顿粘滞定律,~ 7,表不粘性剪切应力,故璧,可以看做剪切项,其余速度梯度作为惯性项,根据假设3)知可以略去不计。即g,g,窆均可略去不计。

  水的密度、粘度随压力、温度变化很小,而认为他们在轴运转的过程中恒定不变。

  认为轴承在工作时的状态为准稳态,即密度、膜厚等参数不随时间而改变。

  根据上述假设和已知条件,纳维一斯托克斯方程可以简化为:流体以单位宽度流量心沿;c方向从左面流入柱内。柱宽为办,得容积流量为,单位宽度流量沿方向的变化为,则从柱体右面单位宽度上的流出量为:+办)办;沿方向单位宽度上的流入量,柱长为办,容积流量为g/fe,流出量为:由于流体流动的连续性,流体的密度不变,流人量应等于流出量,于是整理后可得到连续方程建立水膜雷诺方程迭代过程中周向各点残差分布法分别在各自最优松弛因子W和最优补偿因子条件下迭代步数之比可见SOR法的迭代步数是本文方法的几十到几百倍,而且随网格数增加效果更显著。为上述条件下,两种算法的CPU时间之比认,由图可见该比值不是网格数的单增函数,这是由于网格数增大后,块不完全分解矩阵耗时增加,因此尽管迭代步数之比值是单增的,但CPU时间比值当网格数增大到一定数值之后,反而会有所下降,但CPU时间仍比SOR法快70倍以上,可见这是一种优秀的算法。

  不同网格数下SOR与不同网格数下S0R与BIFCG算法迭代步数BIFCG算法计算时间4总结本文提出采用基于块不完全分解的共轭梯度算法对雷诺方程进行求解,指出通过预处理,使得方程组的系数矩阵的性态有了改善。数值试验表明该算法在迭代步数及计算时间上要比S0R法优越很多,且适用于系数矩阵为非对称阵的线性方程组的求解,因此本算法是一种有价值的快速算法。

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