本文關(guān)鍵詞：平面靜壓微摩擦技術(shù)研究

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【摘要】：在現(xiàn)實(shí)生活中,任何人們都離不開摩擦,摩擦既有好的一面,也有壞的影響,尤其在重型機(jī)械設(shè)備中,摩擦帶來(lái)很多難題,造成很大的浪費(fèi),所以摩擦問(wèn)題的研究受到各國(guó)科學(xué)界和工業(yè)界的廣泛重視。本文通過(guò)對(duì)靜壓支承和靜壓卸荷的研究,得出了新型靜壓卸荷的實(shí)現(xiàn)原理、理論基礎(chǔ)、應(yīng)用效果、優(yōu)缺點(diǎn)等。結(jié)合靜壓支承和靜壓卸荷的技術(shù)難題、優(yōu)缺點(diǎn),大膽創(chuàng)新,采用了新的卸荷原理,有效解決了靜壓支承的不足,同樣在應(yīng)用上可以達(dá)到和靜壓支承相同效果,本課題的研究既在理論上有重要意義,又在工程實(shí)際方面具有很大的應(yīng)用價(jià)值。本文從數(shù)學(xué)建模、物理建模入手,借助有限元分析,對(duì)各個(gè)零部件在實(shí)際工作過(guò)程中可能遇到的問(wèn)題進(jìn)行了非常詳細(xì)的理論計(jì)算和仿真分析,最后為了驗(yàn)證方案的可行性,進(jìn)行了一系列試驗(yàn),并針對(duì)在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行了解答。首先,根據(jù)靜壓支承和靜壓卸荷的原理和實(shí)現(xiàn)方法等進(jìn)行了理論創(chuàng)新,采用了新的靜壓卸荷方法,建立了數(shù)學(xué)模型,在數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上提出理論計(jì)算方法。其次,本課題的關(guān)鍵問(wèn)題是密封,所以對(duì)密封進(jìn)行了較為系統(tǒng)的分析與計(jì)算,分別對(duì)密封圈的密封原理、壓縮率、失效形式和失效準(zhǔn)則進(jìn)行研究,從理論上證明方案的可行性。此外,對(duì)密封端面的特性進(jìn)行了詳細(xì)的研究,包括對(duì)密封圈的摩擦狀態(tài)、密封圈的摩擦特性以及密封圈摩擦力的大小等。再次,對(duì)該系統(tǒng)的關(guān)鍵部分進(jìn)行了有限元分析計(jì)算,尤其對(duì)橡膠密封圈的泄漏與否問(wèn)題進(jìn)行了詳細(xì)的仿真分析。對(duì)于橡膠這種高度非線性材料,目前還沒(méi)有成熟的計(jì)算公式,通過(guò)有限元分析軟件ANSYS對(duì)橡膠密封圈進(jìn)行非線性靜力學(xué)仿真計(jì)算,可以真實(shí)的模擬工作環(huán)境,為理論計(jì)算提供了重要的參考。最后,對(duì)整體有限元分析計(jì)算的結(jié)果和理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。設(shè)計(jì)了一整套試驗(yàn)設(shè)備,包括液壓系統(tǒng)和試驗(yàn)裝置。驗(yàn)證了理論計(jì)算和有限元分析計(jì)算的正確性,并且最終驗(yàn)證了當(dāng)量摩擦系數(shù)可達(dá)到0.25%,卸荷效率可達(dá)到95%以上。本課題設(shè)計(jì)出了一整套計(jì)算理論和新靜壓卸荷的方法,并可以將其應(yīng)用到多種液壓機(jī)床導(dǎo)軌等大型機(jī)械設(shè)備中。同時(shí),此方法還可用于大型重載物體平移搬遷,依靠新靜壓卸荷,可以降低滑移時(shí)的摩擦力,減小平移時(shí)的驅(qū)動(dòng)功率,節(jié)省成本,減少環(huán)境污染。
【關(guān)鍵詞】：靜壓支承 靜壓卸荷 微摩擦 密封 有限元分析
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH117.1;TH136
【目錄】：

• 摘要4-6
• abstract6-12
• 第1章 緒論12-18
• 1.1 課題研究的背景及意義12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀12-15
• 1.3 課題主要研究?jī)?nèi)容和目標(biāo)15-16
• 1.3.1 課題來(lái)源15
• 1.3.2 主要研究?jī)?nèi)容15-16
• 1.4 課題研究創(chuàng)新點(diǎn)16-18
• 第2章 靜壓微摩擦的原理及密封理論18-32
• 2.1 液體靜壓支承技術(shù)18-21
• 2.1.1 液壓理論18
• 2.1.2 靜壓支承實(shí)現(xiàn)原理及方法18-19
• 2.1.3 液體靜壓支承承載理論19-20
• 2.1.4 節(jié)流器作用及種類20
• 2.1.5 靜壓支承的缺點(diǎn)及技術(shù)難題20-21
• 2.2 液體靜壓卸荷技術(shù)21-25
• 2.2.1 靜壓卸荷的實(shí)現(xiàn)原理及方法21
• 2.2.2 液體靜壓卸荷支承承載理論21-23
• 2.2.3 液體卸荷支承卸荷槽開設(shè)理論23-25
• 2.2.4 靜壓卸荷的缺點(diǎn)及難點(diǎn)25
• 2.3 密封結(jié)構(gòu)形式25-26
• 2.4 密封圈的密封原理26-27
• 2.5 橡膠O形密封圈壓縮率27
• 2.6 密封圈的失效準(zhǔn)則及失效形式27-28
• 2.6.1 密封圈的失效準(zhǔn)則27-28
• 2.6.2 密封圈的失效形式28
• 2.7 密封圈失效的預(yù)防措施28-29
• 2.8 本章小結(jié)29-32
• 第3章 密封圈端面特性分析32-40
• 3.1 引言32
• 3.2 密封圈摩擦狀態(tài)判斷32-33
• 3.3 密封圈摩擦特性33-39
• 3.3.1 密封圈初始摩擦力的計(jì)算33-37
• 3.3.2 密封圈摩擦類型判斷公式37-39
• 3.4 本章小結(jié)39-40
• 第4章 平面靜壓微摩擦系統(tǒng)的有限元分析40-50
• 4.1 有限單元法概述40
• 4.2 有限元分析內(nèi)容及目的40-41
• 4.3 有限元模型的建立41-43
• 4.3.1 幾何模型的簡(jiǎn)化41-42
• 4.3.2 材料屬性的定義42
• 4.3.3 單元的選擇42-43
• 4.3.4 網(wǎng)格的劃分43
• 4.3.5 約束及載荷43
• 4.4 靜力分析43-48
• 4.4.0 O形圈靜應(yīng)力云圖43-46
• 4.4.1 O形圈靜應(yīng)力結(jié)果分析46
• 4.4.2 實(shí)驗(yàn)裝置靜應(yīng)力分析46-47
• 4.4.3 實(shí)驗(yàn)裝置靜應(yīng)力結(jié)果分析47-48
• 4.5 動(dòng)力學(xué)模態(tài)分析48
• 4.5.1 預(yù)應(yīng)力模態(tài)云圖顯示48
• 4.5.2 預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析結(jié)果48
• 4.6 本章小結(jié)48-50
• 第5章 平面靜壓卸荷支承摩擦系數(shù)的實(shí)驗(yàn)研究50-66
• 5.1 測(cè)定摩擦系數(shù)實(shí)驗(yàn)一50-62
• 5.1.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>50-51
• 5.1.3 供油系統(tǒng)51
• 5.1.4 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)51-55
• 5.1.5 電氣調(diào)速系統(tǒng)55-59
• 5.1.6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果59-62
• 5.2 測(cè)定摩擦系數(shù)實(shí)驗(yàn)二62-65
• 5.2.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>62-63
• 5.2.2 實(shí)驗(yàn)裝置63-65
• 5.2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果65
• 5.3 本章小結(jié)65-66
• 第6章 平面靜壓卸荷支承的實(shí)際應(yīng)用66-76
• 6.1 引言66-67
• 6.2 試驗(yàn)機(jī)的工作原理67-69
• 6.3 減摩工作臺(tái)的工作原理69-71
• 6.4 表面粗糙度對(duì)密封性能的影響71-72
• 6.5 表面形位誤差對(duì)密封性能的影響72-73
• 6.6 靜壓卸荷的應(yīng)用形式73-74
• 6.7 本章小結(jié)74-76
• 第7章 總結(jié)與展望76-78
• 7.1 總結(jié)76
• 7.2 展望76-78
• 參考文獻(xiàn)78-82
• 導(dǎo)師及作者簡(jiǎn)介82-84
• 致謝84

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