２００７拄第２６卷
１月
第１期
机械科学与技术
ＭｅｃｈａｎｉｃａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｊａｎｕａｒｙ２００７
Ｖ０１．２６Ｎｏ．１
刘桓龙水压摩擦副中的压力与流量特性刘桓龙，柯坚，王国志，于兰英
（西南交通大学机械工程学院，成都６１００３１）
摘要：水的低粘度使得水压润滑间隙中的惯性力与粘性力几乎处于同一数量级，因此研究摩擦副的润滑特性时，不能忽略惯性力的影响。惯性力的作用可能改变间隙流场的局部甚至全局流态，从层流变为紊流，因此应用经典润滑理论所得的计算结果将产生太大的误差。采用ＣＦＤ方法从Ｎ－Ｓ方程出发对水压摩擦副中压力与流量特性的惯性影响和表面粗糙度效应进行了研究，并与经典润滑理论结果进行了对比，发现表面粗糙度和惯性力对润滑间隙中的压力和流量特性均有一定的影响。其中，惯性力对端面摩擦副中的压力分布具有一定的影响，对端面副和径向副的泄漏流量均有影响，并且惯性力使得表面粗糙度对流场流态的影响得以体现，因此以Ｎ—Ｓ方程而不是雷诺方程为模型所得的计算结果更加准确。
关键词：水压技术；摩擦副；惯性；表面粗糙度；压力；流量
中图分类号：ＴＶｌ３４文献标识码：Ａ文章编号：１００３—８７２８（２００７）ｏｉ４）０４５４）４
ＰｒｅｓｓｕｒｅａｎｄＦｌｏｗ．ｒａｔｅＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｉｎＷａｔｅｒ
ＨｙｄｒａｕｌｉｃＦｒｉｃｔｉｏｎＰａｉ璐
ＬｉｕＨｕａｎｌｏｎｇ，ＫｅＪｉａｎ，ＷａｎｇＧｕｏｚｈｉ，ＹｕＬａｎｙｉｎｇ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１００３１）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｅｃａｕｓｅｔｈｅｌｏｗｖｉｓｃｏｓｉｔｙｏｆｗａｔｅｒｍａｋｅｓｉｔｓｉｎｅｒｔｉａｆｏｒｃｅｉｎｔｈｅｗａｔｅｒｈｙｄｒａｕｌｉｃｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎｇａｐｈａｖｅａｌ－ｍｏｓｔｔｈｅｓａｍｅｏｒｄｅｒｏｆｍａｇｎｉｔｕｄｅａｓｉｔｓｖｉｓｃｏｓｉｔｙｆｏｒｃｅ，ｉｔｓｉｎｅｒｔｉａｆｏｒｃｅｃａｎｎｏｔｂｅｉｇｎｏｒｅｄｄｕｒｉｎｇｔｈｅｓｔｕｄｙｏｆｔｈｅｈ－ｂｒｉｃａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｉｔｓｆｒｉｃｔｉｏｎｐａｉｒｓ．ＴｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｉｎｅｒｔｉａｆｏｒｃｅｃａｎｃｈａｎｇｅｔｌＩｅｌｏｃａｌｏｒｅｖｅｎｗｈｏｌｅｆｌｏｗｐａｔ．ｔｅｒｎｉｎｔｈｅｇａｐｆｌｏｗｆｉｅｌｄ，ａｎｄｔｈｅｎｔｈｅｌａｍｉｎａｒｆｌｏｗｐｏｓｓｉｂｌｙｂｅｃｏｍｅｓｔｕｒｂｕｌｅｎｔ．Ｆｏｒｔｈｅｓｅｒｅａｓｏｎｓ，ｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｆｒｏｍｔｈｅｃｌａｓｓｉｃａｌｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎｔｈｅｏｒｙｃｏｕｌｄｂｅｖｅｒｙｉｎａｃｃｕｒａｔｅ．ＢａｓｅｄｏｎｔｈｅＮ?Ｓｅｑｕａｔｉｏｎｓ，ＣＦＤｉｓｕｓｅｄｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｉｎｅｒｔｉａａｎｄｓｕｒｆｓｃｅｒｏｕｇｈｎｅｓｓｅｆｆｅｃｔｓｏｎｔｈｅｐｒｅｓｓｕｒｅａｎｄｆｌｏｗ．．ｒａｔｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｗａｔｅｒｈｙｄｒａｕｌｉｃｆｒｉｃ．．ｔｉｏｎｐａｉｒｓ．ａｎｄｔｈｅｓｔｕｄｙｒｅｓｕｌｔｓａｒｅｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｏｓｅｆｒｏｍｔｌｌｅｃｌａｓｓｉｃａｌｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎｔｈｅｏｒｙ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｌｌａｔｔｈｅｓｕｌｆａｃｅｒｏｕｇｈｎｅｓｓａｎｄｉｎｅｒｔｉａｆｏｒｃｅｂｅｔｈｈａｖｅｓｏｍｅｅｆｆｅｃｔｏｎｔｈｅｐｒｅｓｓｕｒｅａｎｄｆｌｏｗ—ｒａｔｅｃｈａｒｔｉｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｉｎｔｈｅｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎｇａｐ．Ｓｐｅａｋｉｎｇｓｅｐａｒａｔｅｌｙ，ｔｈｅｉｎｅｒｔｉａｆｏｒｃｅｈａｓｓｏｍｅｅｆｆｅｃｔｏｎｔｈｅｐｒｅｓｓｕｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｉｎｔｈｅｅｎｄ－ｆａｃｅｆｒｉｃｔｉｏｎｐａｉｒｓａｎｄｏｎｔｈｅｌｅａｋａｇｅｆｌｏｗ?ｒａｔｅｉｎｂｏｔｈｅｎｄ－ｆａｃｅａｎｄｒａｄｉａｌｆｒｉｃｔｉｏｎｐａｉｒｓ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｉｔｍａｋｅｓｔｈｅ￥ｕｒ－ｆａｃｅｒｏｕｇｈｎｅｓｓｏｂｖｉｏｕｓｌｙａｆｆｅｃｔｔｈｅｆｌｏｗｐａｔｔｅｒｎｉｎｔｈｅｆｌｏｗｆｉｅｌｄ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｅＲｅｙｎｏｌｄｓｅｑｕａｔｉｏｎｓｒａｔｈｅｒｔｈａｎｔｈｅＮ—Ｓｅｑｕａｔｉｏｎｓｓｈｏｕｌｄｂｅｕｓｅｄｉｎｏｒｄｅｒｆｏｒｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｔｏｂｅｍｏｒｅａｃｃｕｒａｔｅ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｗａｔｅｒｈｙｄｒａｕｌｉｃｓ；ｆｒｉｃｔｉｏｎｐａｉｒｓ；ｉｎｅｒｔｉａ；ｓｕｒｆａｃｅｒｏｕｇｈｎｅｓｓ；ｐｒｅｓｓｕｒｅ；ｆｌｏｗ—ｒａｔｅ
经典润滑理论以雷诺方程为基础，进行润滑特性计算公式的推导，这对油液压系统中的静压支承设计是足够准确的。尽管雷诺方程忽略了液体的流动惯性力并且认为流态为层流，但由于液压油的粘度较大，并且工作特征尺度较小，因此惯性力与粘性力相比可忽略不计。由于惯性力完全被粘性力所掩
收稿日期：２００５—１１—１０
基金项目：国家８６３计划青年基金项目（２００４ＡＡ６１６２４０）和西南交通大学校基金项目（２００５Ａ０９）资助
作者简介：刘桓龙（１９７７一），男（汉），四川，博士研究生，ｌｈｌ＿ｓｗｊｔｕ＠１６３．ｃｏｍ
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