杨雨谋等：难溶气体对水润滑轴承特性影响分析 ·1713· 气相体积分数《 气相体积分数a ■6548x10 - 46g3￥10- 428× 4.302x1 2 2.013x101 .610x10- 8x10 00.0050.010m T 00.0050.010m 0.00250.0075 0.00250.0075 (a) 图56=0.5时轴表面气相体积分数a,分布云图.(a)ae1=0:(b)ae=0.4 Fig.5 Axis surface gas phase volume fraction distribution when =0.5:(a)=0:(b)a=0.4 被转动的轴带动，最终气相积累形成类似抛物线形状 向为轴旋转方向. 的边界层. 图8(a)显示的是偏心率&1=0.1时采样线上气 气相体积分数 相体积分数分布情况，从图中可以看出，当滑动轴承的 ■1.457×101 366x10- 润滑水中掺入体积分数a2=0.1难溶气体时，与纯水 175×10 1.184×10 润滑相比，难溶气体对发散楔内气相分布产生了影响， ,95×10 .002× 使气相部分发生了偏移（如图4所示），最大气体体积 0-2 10-2 分数略有增加.但是当难溶气体体积分数高于0.1 376x10-2 3465×103 45540 时，随着难溶气体体积分数的增加并未对轴承发散楔 内气相分布造成进一步影响. 9.109×10-3 如图8(b)和(c)所示，当偏心率e2=0.25和83= 0 0.00450.009m 0.50时，轴承间隙发散楔内气相分布相似，难溶气体 0.002250.00675 的含量不影响整体气相分布，只是使最大气体体积分 图6c1=0.1、a=0时，轴表面气相体积分数a,分布云图 数略有变化 Fig.6 Axis surface gas phase volume fraction distribution when & 结合图8，图9可得，难溶气体的含量只对较小偏 0.1 and asl =0 心情况下的轴承间隙发散楔气相分布产生影响，且随 气相体积分数a 着难溶气体体积分数的增加，影响逐渐减小 ■1.457×10 366×1- 2.2对轴承间隙压力分布的影响 1.275x10- 以偏心率￡2=0.25和难溶气体体积分数a2= 1.093×10 0.1时为例，图10所示为轴表面气相体积分数α，分布 i0- 7.287×10-2 云图，图11为轴表面的压力P分布云图.可以看出， 6.376x10- 5.465x10 在收敛楔内压力较高，且收敛楔内气相分布与低压区 4x10 3943x0 保持对应关系. Q51-3 .109×10-5 为具体研究难溶气体对轴表面周向各位置压力分 0 0.0045 0.009m 布的影响，同样，以轴表面轴向中心为采样线，取采样 0.002250.00675 线上不同难溶气体体积分数：。情况下压力值进行对 图7E1=0.1、a1=0时，轴瓦表面气相体积分数a,分布云图 比，如图12所示. Fig.7 Bearing bush surface gas phase volume fraction distribution when 61 =0.1 and aa =0 图12(a)显示的是偏心率81=0.1时采样线上 压力分布情况，当滑动轴承的润滑水中掺入体积分 为具体研究难溶气体对轴表面周向各位置气相分 数2=0.1难溶气体时，低压区的压力分布受到难 布的影响，以轴表面轴向中心为采样线，取采样线上不 溶气体的影响产生偏移，但仍与气相分布保持对应 同难溶气体体积分数α。情况下的气相体积分数α，进 关系.同样，当难溶气体体积分数高于0.1时，难溶 行对比，如图8所示，周向角度起始边为最大间隙，方 气体体积分数的增加并未对轴承间隙压力分布造成杨雨谋等: 难溶气体对水润滑轴承特性影响分析 图 5 ε3 = 0. 5 时轴表面气相体积分数 αs 分布云图 . ( a) αg1 = 0; ( b) αg3 = 0. 4 Fig． 5 Axis surface gas phase volume fraction distribution when ε3 = 0. 5: ( a) αg1 = 0; ( b) αg3 = 0. 4 被转动的轴带动，最终气相积累形成类似抛物线形状 的边界层． 图 6 ε1 = 0. 1、αg1 = 0 时，轴表面气相体积分数 αs 分布云图 Fig． 6 Axis surface gas phase volume fraction distribution when ε1 = 0. 1 and αg1 = 0 图 7 ε1 = 0. 1、αg1 = 0 时，轴瓦表面气相体积分数 αz 分布云图 Fig． 7 Bearing bush surface gas phase volume fraction distribution when ε1 = 0. 1 and αg1 = 0 为具体研究难溶气体对轴表面周向各位置气相分 布的影响，以轴表面轴向中心为采样线，取采样线上不 同难溶气体体积分数 αg 情况下的气相体积分数 αs 进 行对比，如图 8 所示，周向角度起始边为最大间隙，方 向为轴旋转方向． 图 8( a) 显示的是偏心率 ε1 = 0. 1 时采样线上气 相体积分数分布情况，从图中可以看出，当滑动轴承的 润滑水中掺入体积分数 αg2 = 0. 1 难溶气体时，与纯水 润滑相比，难溶气体对发散楔内气相分布产生了影响， 使气相部分发生了偏移( 如图 4 所示) ，最大气体体积 分数略有增加． 但是当难溶气体体积分数高于 0. 1 时，随着难溶气体体积分数的增加并未对轴承发散楔 内气相分布造成进一步影响． 如图 8( b) 和( c) 所示，当偏心率 ε2 = 0. 25 和 ε3 = 0. 50 时，轴承间隙发散楔内气相分布相似，难溶气体 的含量不影响整体气相分布，只是使最大气体体积分 数略有变化． 结合图 8，图 9 可得，难溶气体的含量只对较小偏 心情况下的轴承间隙发散楔气相分布产生影响，且随 着难溶气体体积分数的增加，影响逐渐减小． 2. 2 对轴承间隙压力分布的影响 以偏心率 ε2 = 0. 25 和难溶气体体积分数 αg2 = 0. 1 时为例，图 10 所示为轴表面气相体积分数 αs 分布 云图，图 11 为轴表面的压力 P 分布云图． 可以看出， 在收敛楔内压力较高，且收敛楔内气相分布与低压区 保持对应关系． 为具体研究难溶气体对轴表面周向各位置压力分 布的影响，同样，以轴表面轴向中心为采样线，取采样 线上不同难溶气体体积分数 αg 情况下压力值进行对 比，如图 12 所示． 图 12( a) 显示的是偏心率 ε1 = 0. 1 时采样线上 压力分布情况，当滑动轴承的润滑水中掺入体积分 数αg2 = 0. 1 难溶气体时，低压区 的 压 力 分 布 受 到 难 溶气体的影响产生偏移，但仍与气相分布保持对应 关系． 同样，当难溶气体体积分数高于 0. 1 时，难溶 气体体积分数的增加并未对轴承间隙压力分布造成 · 3171 ·