杂志轴承是润滑组件，可支持旋转轴。气蚀会影响这些轴承的性能，必须在设计阶段考虑。在这里，我将解释什么是期刊轴承以及预测空化很重要的原因，并与您分享一个行业示例。
什么是期刊轴承？
期刊轴承通常用于支撑旋转轴。它们由两个部分组成：轴（或期刊）以固定轴承旋转。为了减少固定轴承和旋转轴之间的摩擦和磨损，这两个部分之间的薄间隙充满了粘性液体，例如油，从而避免了地表到表面的接触。该润滑剂还会湿润不良的机械振动。这种薄层的液体称为润滑层。理想情况下，它的厚度是千分之一到百分之一的千分之一的境界。
关于空化
由于施加到轴承和轴上的载荷，润滑层的厚度不是恒定的，流动压力也不是。当流动压力下降到环境压力以下时，释放出溶解在润滑剂内的空气和其他气体。这种现象是负载轴承的特征，被称为空化或者气体气蚀。
期刊轴承的示意图。
在某些情况下，涉及高频变化的负载，就像在内燃烧发动机中一样，压力可能会降至油蒸气压力以下（低于环境压力）。在这种情况下，气泡是通过油的快速蒸发/沸腾形成的。这种现象被称为蒸气空化。
能够预测润滑层中空化的发作和程度很重要，这是两个主要原因：
- 轴承轴承中气体气蚀的发作和程度决定了可以施加到轴承的载荷。
- 蒸气气泡气泡的内爆会对期刊和轴承表面造成严重破坏。
预测空化
润滑剂的压力可以从雷诺方程计算。该方程未在轴承和轴之间的三维流体结构域中求解，而是在间隙内的二维表面上求解。
因此，轴和轴承之间的间隙在几何形状中没有表示，其中两个部分正在接触。这种“较低维度”方法大大减少了模型分辨率期间的CPU使用和内存负载。在comsol多物理模拟软件中，雷诺方程已修改以说明气体气蚀效果。
本教程从我们的模型画廊中，预测了期刊轴承润滑层中空化的发作和程度。颜色代表空化区域润滑剂的质量分数。白色轮廓显示了空化区域的轮廓。（此模型需要comsol多物理学和CFD模块）
行业示例：流体动力轴承的转子动力学
在2013年鹿乐动滚球app下载特丹的Comsol会议上，来自三菱涡轮增压器和发动机欧洲的Rob Eling提出了他的工作他使用Comsol多物理学和薄膜物理界面来评估转子不稳定的风险是由转子与涡轮增压器中的轴承之间的相互作用引起的。
图片来源：R。Eling，三菱涡轮增压器和欧洲发动机，荷兰阿尔米尔。
这种高度非线性分析涉及两个主要组成部分：
- 连接涡轮增压器两侧的柔性轴（以上图中为灰色）。
- 两个单独的流体动力轴承（如上图所示）。
对此问题的耦合分析可以预测以下关键绩效标准：
- 转子的稳定性，以确保在所有加载条件下安全操作。
- 转子对不平衡负载的响应以防止磨损和噪音问题。
- 轴承中的摩擦损失。
由于模型的复杂性，问题分为三个步骤解决。
步骤1
第一步涉及对转子动力学进行分析（即，结构力学问题而不考虑轴承）：
图片来源：R。Eling，三菱涡轮增压器和欧洲发动机，荷兰阿尔米尔。
第2步
在第二步中，他对流体动力轴承进行了分析：
图片来源：R。Eling，三菱涡轮增压器和欧洲发动机，荷兰阿尔米尔。
步骤3
最后，他对耦合转子系统进行了分析：
图片来源：R。Eling，三菱涡轮增压器和欧洲发动机，荷兰阿尔米尔。
Eling在整个操作范围内进行了模拟，并显示了许多有趣的 - 可能危险的！- 由于转子和轴承之间的流体结构相互作用，系统的自我诱导振动。
其他资源
有关此处显示的研究的更多信息，请参阅Eling的论文“流体动力轴承上转子的动力学“正如在鹿特丹举行的2013年Comsol会议乐动滚球app下载上提出的那样。如果您有任何疑问，请联系您当地的技术支持团队。
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