保持架不同引导方式下角接触球轴承腔内气相流动分析

滚动轴承高速运转时,轴承腔内空气流动加剧诱发漩涡及高压气障,影响油气输运及整体润滑性能。针对超高速时(d_mn值32.0×10~6 mm·r·min^(-1))角接触球轴承腔内的气相流动问题,考虑轴承结构特点、接触特征及运动边界,采用旋转坐标系定义组件运动,建立轴承腔内气相流动高精度分析模型,分析了在保持架不同引导方式下轴承腔内压力分布、气相流动与阻力,温度场等变化规律,并基于场协同理论评判了轴承内部关键接触润滑区域的流动与换热性能。结果表明,超高速下轴承腔内压差急剧增大,外圈引导时轴承腔内流速、流阻、流动协同角最大,钢球表面动压明显。当转速超过3.0×10~4 r·min^(-1)时,轴承内圈接触区入口附近出现不同程度漩涡流动,导致接触区入口协同角增大,流动性能变差。该研究对超高速轴承结构设计、润滑结构及润滑参数优化具有重要的参考意义。