原文传递
高速动车齿轮箱内部流场与密封系统的数值研究
| 论文题名： | 高速动车齿轮箱内部流场与密封系统的数值研究 |
| 关键词： | 高速动车;齿轮箱;内部流场;密封系统;数值模拟 |
| 摘要： | 高速动车齿轮箱的性能优劣直接影响到列车运行的动力性、安全性和可靠性。随着列车运行速度的提高，齿轮箱内部流场更加紊乱，压力波动更加复杂，直接影响箱体内润滑油合理均匀的分布，同时也导致密封系统的密封性能弱化甚至失效。为了揭示齿轮箱内部流体的运动规律以及密封系统的泄漏机理，本文以某高速动车齿轮箱为研究对象，运用数值模拟手段分别仿真分析箱体内部流场分布规律以及轴向、径向迷宫密封的密封性能，为齿轮箱的润滑和密封的合理设计提供理论指导。 基于VOF两相流模型和自适应网格重构技术，运用Pumplinx软件建立齿轮箱内部流场的三维计算模型，仿真分析箱体内部流场的瞬时分布规律，同时对比研究齿轮转速、浸油深度、润滑油粘度和齿轮厚度对齿轮箱内部流场的影响。研究结果表明:齿轮啮合区与油池左侧区域出现漩涡现象;啮合区出口处较入口出压力波动幅度大，稳定时入口区为正压波动，出口区为负压波动;通气孔区压力波动幅度大;齿轮转速、浸油深度、润滑油粘度和齿轮厚度对稳定时箱体内部流场分布影响不大，但随着齿轮转速、浸油深度、润滑油粘度和齿轮厚度的增大，箱体内部压力波动越大。 基于Fluent软件建立齿轮箱轴向双边直通式迷宫密封二维计算模型，仿真研究轴向迷宫的密封机理，对比分析压比、转速、转子半径以及密封齿几何因素对迷宫密封性能的影响。研究结果表明:进出口压比越大，密封间隙越大，泄漏量越大;转子半径、转速和密封齿厚度对迷宫密封影响很小;空腔宽度越大，迷宫密封性能越好，空腔深度对迷宫密封性能影响规律较为复杂，综合考虑空腔宽度和深度，推荐空腔深宽比设为0.2。 基于Fluent软件建立齿轮箱径向锥形错齿式迷宫密封二维计算模型，仿真研究径向迷宫的密封机理，对比分析压比、转速、相对啮合深度以及密封齿夹角对迷宫密封性能的影响。研究结果表明:当相对啮合深度为0.6时，错齿式迷宫密封存在流体介质高速通道，迷宫泄漏量较大，密封齿的最佳相对啮合深度为0.1;进出口压比越大，泄漏量越大，转子转速对迷宫密封影响很小;随着密封齿夹角的增加，气体介质下的迷宫密封泄漏量增加，尖锐状密封齿有利于提高迷宫的密封性能。 |
| 作者： | 张雨 |
| 专业： | 载运工具运用工程 |
| 导师： | 张开林 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
