發(fā)布時間：2020-04-25 09:13

【摘要】： 與金屬軸承相比,水潤滑軸承一般由非金屬材料制成,有較好的防振、耐泥沙、耐磨等特性,特別是能避免因密封泄露而污染江河湖海水環(huán)境的狀況,因而得到了廣泛的應(yīng)用。在潤滑機(jī)理的研究上,由于水潤滑軸承具有縱向的溝槽,因而建立準(zhǔn)確的潤滑模型存在很大的困難。此外,由于橡膠合金彈性模量較低,即使在輕載下,也會發(fā)生明顯的彈性變形,從而使得水潤滑橡膠合金軸承的潤滑機(jī)理更具有復(fù)雜性。本文針對水潤滑軸承的特點,結(jié)合現(xiàn)有對水潤滑軸承的潤滑機(jī)理研究的理論基礎(chǔ)及實踐經(jīng)驗,建立水潤滑軸承的簡化潤滑模型,對其潤滑機(jī)理做了初步的探索研究。 本文研究來源于國家自然科學(xué)基金面上項目“大尺寸高比壓水潤滑軸承系統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計理論與方法(項目編號50775230)�！敝饕獜囊韵聨讉�方面對水潤滑橡膠合金軸承的潤滑機(jī)理進(jìn)行了研究: 對彈性接觸問題進(jìn)行了理論分析,從流體力學(xué)的連續(xù)性方程和Navier-Stokes方程出發(fā),推導(dǎo)了簡化條件下的雷諾方程,水潤滑橡膠合金軸承的彈性變形及水膜厚度方程,從理論上對水膜的形成機(jī)理及水潤滑軸承潤滑機(jī)理進(jìn)行了分析。 利用FLUENT軟件對水潤滑橡膠合金軸承的潤滑模型進(jìn)行數(shù)值模擬,計算了帶有溝槽的水潤滑軸承壓力分布及速度分布,并在此基礎(chǔ)上深入探討了橡膠的彈性變形,定性地分析了壓力對橡膠彈性變形的影響,從而完善了水潤滑橡膠合金軸承的彈性流體動壓潤滑理論。研究表明,在收斂楔形內(nèi),橡膠襯層各個工作面上的壓力較大,形成了相互獨立的壓力峰,這種壓力峰使得工作面中心區(qū)凹陷,有利于水囊的形成,從而大大促進(jìn)流體潤滑膜的形成。 通過實驗測試不同轉(zhuǎn)速和載荷下水潤滑軸承的摩擦系數(shù),根據(jù)摩擦系數(shù)繪出了不同載荷及轉(zhuǎn)速下的streibeck曲線,并與經(jīng)典streibeck理論曲線進(jìn)行對比,從而分析了水潤滑軸承在不同的條件下的潤滑狀態(tài)。通過分析發(fā)現(xiàn),重載下(1000N)水潤滑橡膠合金軸承在低速(1000rpm)時工作于混合潤滑狀態(tài),高速(1000rpm)時工作于彈流潤滑狀態(tài),而載荷對潤滑狀態(tài)的改變影響較小。
【圖文】：

量方程向和沿 y 方向單位寬度的流量分別為xq 、yq ，利用式(2.2)和積分，則有： ++ == ++ == ∫∫2()122()1212301203hUUyhpqvdzhUUxhpqudzhyhxηη續(xù)方程體柱高為h，底為dxdy (如圖 2.2 所示)，流體以單位寬度流量入柱內(nèi)。柱寬為dy ，流量為 qdyx，單位寬度流量沿x方向的變左面單位寬度上的流出量為： dxdyxqqxx() + ；沿 y 方向單位柱長為 dx ，，是容積流量為 qdxy，流出量為： dydxyqqyy() + 。柱頂各以1W 和2W 向上運動，則柱體容積的變化率為 (W W)12

其中m自于實驗結(jié)果，通過適當(dāng)?shù)膶嶒灉y量，這些常數(shù)也可以用于帶有溝槽的粗糙平的計算。Hirs 的總體流動模型包含了流體的慣性效應(yīng)，作為環(huán)形密封及外部供壓軸承預(yù)測，該模型已被廣泛的接納。Ng，Pan，Elrod 模型及 Hirs 模型對高雷諾數(shù)湍流狀態(tài)的預(yù)測幾乎相同，但是過渡區(qū)域及過渡區(qū)域附近出現(xiàn)了差異。2.3 彈性變形方程的建立水潤滑橡膠合金軸承區(qū)別于一般金屬軸承的重要特征之一是橡膠合金即使在載下也可以產(chǎn)生較大的彈性變形。由于水潤滑軸承的長徑比一般都為 4，可以視無限長圓柱的接觸，實際潤滑區(qū)的寬度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于軸承的半徑，所以研究表面變時可把軸承潤滑區(qū)表面當(dāng)作是半無限體的表面。這種變形在彈性力學(xué)當(dāng)中屬于面應(yīng)變問題。
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：TH133.3

【引證文獻(xiàn)】

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1 王楠;孟慶豐;張雪冰;王朋朋;;多溝槽水潤滑橡膠軸承水膜壓力的無線測試方法[J];西安交通大學(xué)學(xué)報;2013年03期

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1 段海濤;水潤滑軸承數(shù)值仿真及其材料摩擦學(xué)性能研究[D];機(jī)械科學(xué)研究總院;2011年

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1 劉宇;高分子材料水潤滑尾軸承數(shù)值計算及試驗研究[D];武漢理工大學(xué);2010年

2 熊永強(qiáng);計入空化效應(yīng)的水潤滑徑向滑動軸承數(shù)值模擬研究[D];上海交通大學(xué);2011年

3 張佳佳;唇形油封散熱機(jī)理研究[D];重慶大學(xué);2011年

4 禹洪亮;船用泵水潤滑軸承潤滑性能試驗研究[D];上海交通大學(xué);2012年

5 呂真;屏蔽電機(jī)主泵上徑向軸承特性研究[D];上海交通大學(xué);2012年

6 程用超;基于TFSI的水潤滑尾軸承潤滑性能研究[D];武漢理工大學(xué);2012年

7 戴燕;基于FLUENT的水潤滑尾軸承冷卻潤滑性能研究[D];武漢理工大學(xué);2012年

本文編號：2640068