一种矿用柱塞泵十字头润滑油路流场仿真分析

矿用柱塞泵往往由于十字头润滑油量分配不平均,导致滑道与十字头的损耗程度不等,进而影响泵的性能,增大设备的维护成本。针对一种五柱塞矿用柱塞泵在强制润滑设计条件下,五个十字头润滑油量分布不均问题,本文基于ANSYS Fluent对柱塞泵的十字头强制润滑油路的流场进行了仿真计算,主要研究了节流阀的节流孔径、润滑油路主流道管径与管道突扩设计位置对五个十字头润滑流道流量分配的影响。仿真结果表明,当节流阀节流孔径为5 mm,主流道在距离节流入口592 mm处采用15 mm管径突扩20 mm管径设计时,十字头往复润滑油路的流量分配情况最理想。Mining plunger pumps often suffer from uneven lubricating oil distribution in the crossheads, leading to disproportionate wear between the slide and crossheads, thereby affecting pump performance and escalating maintenance costs. This article addresses the issue of uneven lubricant flow among the five crossheads of a five-plunger mining pump under forced lubrication conditions. Utilizing ANSYS Fluent, we performed a fluid flow simulation of the forced lubrication oil path for the crossheads. The research primarily investigates the effects of throttle valve orifice diameter, main oil passage pipe diameter, and the design position of pipe expansions on the flow distribution within the lubrication channels for each crosshead. Simulation results indicate that optimal flow distribution occurs when the throttle valve orifice diameter is set to 5 mm, with a main oil passage expanding from 15 mm to 20 mm at a distance of 592 mm from the throttle inlet.

某船用摩擦离合器油路密封对花键失效影响的仿真模拟研究

某船用湿式多片摩擦离合器内置于齿轮箱,受结构限制,内部花键传动采用径向供油方式,在长时间的使用中,会造成供油环密封老化和磨损,使进入离合器内部润滑减少,造成花键损坏,对航行安全产生一定的影响,因此研究某船用摩擦离合器内部润滑油对花键长期运行磨损失效机理,进一步提高离合器长期运行可靠性。采用有限元仿真分析离合器内部油路在不同泄漏量下的流场、出口流量,通过离合器流量运转试验进行离合器花键失效的定性验证。通过离合器内部供油环密封间隙分别在0、0.3、0.5、0.7 mm时的出口流量和流场仿真可知,其出口润滑流量分别损失为3.67%、20.26%、35.57%、39.36%,导致出口流量减少1/3,无法满足离合器润滑量的需要,离合器无法得到及时冷却,使离合器花键的寿命大幅度降低;通过离合器流量运转试验,尤其是在极端缺油试验中,花键运行6 h就已经开始出现变色情况。某船摩擦离合器花键失效机理在于离合器长时间运行后,供油环密封长期磨损造成离合器内部供油泄漏,引起离合器花键供油不足,蠕动花键产生的热量无法快速被带走,使花键寿命快速下降。研究成果可为离合器长寿命周期可靠性研究提供参考。