环下润滑高速滚动轴承环间流场及温度场分析

简介

以三点角接触球轴承为研究对象,采用多重参考系(MRF)描述轴承钢球的自转与公转以及各部件的运动,应用流体体积(VOF)理论,建立轴承油气两相热流耦合计算模型,分析轴承腔内流场及温度场分布情况及影响机制。结果表明轴承钢球自转存在接触角时,钢球自转会影响环间及内外圈油液分布状态,两侧出口处油液分布不均匀导致轴承两侧出口处温升不同;供油量的增加明显提高轴承腔内滑油体积分数,内外滚道油液附着显著提升,腔内及内外滚道温升不断下降;轴承内圈滑油体积分数明显高于轴承外圈,轴承内圈温升小于轴承外圈;轴承钢球滑动摩擦较滚动摩擦产生的热量大,相比钢球有自转时,钢球无自转时轴承内外圈的温升较高;随着供油量增加,轴承腔内滑油体积分数逐渐增加,使得轴承腔内平均温升及滑油黏性剪切温升和摩擦温升减小,但滑油黏性剪切温升占比会逐渐增加,摩擦温升占比逐渐下降;钢球有自转较无自转时摩擦温升占比小,黏性温升占比大。