臥式水輪發(fā)電機組導軸承的潤滑特性研究
本文關(guān)鍵詞:臥式水輪發(fā)電機組導軸承的潤滑特性研究,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:本論文以研究臥式水電機組導軸承潤滑特性和開發(fā)臥式水電機組重載導軸承結(jié)構(gòu)為目標。通過建立導軸承油膜的三維數(shù)學模型,利用有限差分法聯(lián)立求解了膜厚方程、雷諾方程、密度方程、粘度方程、能量方程和固體熱傳導方程等方程,獲得了圓柱形導軸承在穩(wěn)態(tài)條件下的熱流潤滑特性,開發(fā)了圓柱形導軸承熱流潤滑性能分析軟件,并對軟件的可靠性進行了驗證。 依托開發(fā)的圓柱形導軸承熱流潤滑性能分析軟件,分析了導軸承間隙比、軸瓦長寬比等結(jié)構(gòu)特征參數(shù)對潤滑特性的影響,結(jié)果表明,隨著間隙比的減小,軸承動壓承載區(qū)域增大、油膜溫升減小、軸頸穩(wěn)態(tài)偏位角增大;在保持平均名義面壓不變的前提下,隨著長寬比的增大,軸承的最大油膜壓力下降、軸頸偏心量減小、偏位角增大。 利用雙簡支梁模型計算了臥式水電機組轉(zhuǎn)軸的撓度,將撓度對潤滑特性的影響反映至軸承油膜厚度計算中;另外,基于ANSYS軟件,將圓柱形導軸承熱流潤滑性能分析軟件所得的結(jié)果作為軸瓦熱彈變形計算用的負荷條件,計算了軸瓦的熱彈變形,然后利用間接耦合的方法實現(xiàn)了圓柱形導軸承的熱彈流特性計算。分析了計入軸瓦熱彈變形和軸頸撓度后的導軸承熱彈流性能,比較了導軸承熱流潤滑特性與對應的熱彈流潤滑特性的區(qū)別。 設計了一種局部多油楔的導軸承結(jié)構(gòu),研究了該型導軸承與對應的圓柱形導軸承在熱流潤滑性能上的區(qū)別。結(jié)果表明,相比于圓柱形導軸承,局部多油楔結(jié)構(gòu)導軸承可以使導軸承的動壓承載區(qū)域增大、油膜溫升減小、軸承承載能力提高。通過對不同局部多油楔結(jié)構(gòu)導軸承熱流潤滑特性的分析對比,獲得了最佳的局部多油楔結(jié)構(gòu)。并推算了在極限承載能力下,該局部多油楔導軸承的最大允許面壓。 研究了表面織構(gòu)對導軸承承載能力的影響,結(jié)果表明,在一定范圍內(nèi),織構(gòu)分布密度和織構(gòu)深徑比增大能夠提高導軸承承載能力;不同織構(gòu)形狀對軸承承載能力的影響不同。
【關(guān)鍵詞】:臥式水電機組 導軸承 熱彈流性能 局部多油楔 表面織構(gòu)
【學位授予單位】:浙江大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2013
【分類號】:TM312;TH117.2
【目錄】:
- 致謝4-5
- 摘要5-6
- Abstract6-11
- 1 緒論11-18
- 1.1 選題的目的和意義11-13
- 1.2 徑向滑動軸承潤滑研究綜述13-17
- 1.2.1 彈流潤滑數(shù)值解及特性分析13-15
- 1.2.2 重載導軸承結(jié)構(gòu)^u發(fā)15-16
- 1.2.3 表面織構(gòu)對潤滑特性的影響16-17
- 1.3 本論文的主要研究內(nèi)容17-18
- 2 圓柱形導軸承潤滑特性研究18-38
- 2.1 數(shù)學模型及本構(gòu)方程18-24
- 2.1.1 基本假設18-19
- 2.1.2 本構(gòu)方程19-20
- 2.1.3 無量綱化20-21
- 2.1.4 方程的離散化21-22
- 2.1.5 程序的流程22-24
- 2.2 案例分析24-26
- 2.3 各參數(shù)對導軸承熱流潤滑特性的影響26-37
- 2.3.1 間隙比對潤滑特性的影響26-28
- 2.3.2 寬徑比對特性的影響28-30
- 2.3.3 轉(zhuǎn)速對潤滑特性的影響30-32
- 2.3.4 冷熱油混合系數(shù)對特性的影響32-34
- 2.3.5 供油壓力對潤滑特性的影響34-36
- 2.3.6 潤滑油牌號對潤滑特性對影響36-37
- 2.4 本章小結(jié)37-38
- 3 導軸承熱彈流特性分析程序的開發(fā)38-52
- 3.1 基本假設38
- 3.2 轉(zhuǎn)軸相對撓度計算38-45
- 3.2.1 轉(zhuǎn)軸絕對撓度的計算39-43
- 3.2.1.1 轉(zhuǎn)輪重力對撓度的影響40-41
- 3.2.1.2 轉(zhuǎn)子重力對撓度的影響41
- 3.2.1.3 發(fā)電機轉(zhuǎn)子側(cè)轉(zhuǎn)軸自重形成的繞度41-42
- 3.2.1.4 導軸承間轉(zhuǎn)軸自重造成的繞度42-43
- 3.2.1.5 轉(zhuǎn)輪側(cè)轉(zhuǎn)軸自重造成的繞度43
- 3.2.2 導軸瓦安裝斜度對相對燒度的影響43-44
- 3.2.3 軸頸燒度對油膜厚度的影響44-45
- 3.3 導軸瓦熱彈變形計算45-46
- 3.4 迭代計算流程46-48
- 3.5 案例分析48-51
- 3.6 本章小結(jié)51-52
- 4 重載導軸承潤滑特性分析52-66
- 4.1 重載導軸承的幾個主要開發(fā)方向52-53
- 4.2 局部多油楔瓦面結(jié)構(gòu)的設計53-56
- 4.3 案例分析及特性對比56-59
- 4.4 局部楔形結(jié)構(gòu)參數(shù)對潤滑特性的影響59-62
- 4.5 局部多油楔導軸承最大許用面壓的推算62-64
- 4.6 本章小結(jié)64-66
- 5 表面織構(gòu)對潤滑特性的影響66-74
- 5.1 基本假設66
- 5.2 球冠形織構(gòu)對導軸承潤滑特性的影響66-70
- 5.2.1 導軸承的數(shù)學模型及本構(gòu)方程66-68
- 5.2.2 案例計算68-69
- 5.2.3 球冠形織構(gòu)特征參數(shù)對潤滑特性的影響69-70
- 5.3 圓錐形織構(gòu)對導軸承潤滑特性的影響70-73
- 5.3.1 導軸承的油膜厚度方程70-71
- 5.3.2 案例計算71-72
- 5.3.3 圓錐形形織構(gòu)特征參數(shù)對潤滑特性的影響72-73
- 5.4 不同織構(gòu)型式對承載能力的影響73
- 5.5 本章小結(jié)73-74
- 6 總結(jié)與展望74-76
- 6.1 本課題的研究成果74
- 6.2 本課題的進一步研究方向74-76
- 參考文獻76-79
- 作者簡歷79
- 攻讀工程碩士學位期間完成的工作79
- 攻讀工程碩士學位期間發(fā)表的論文79-80
【參考文獻】
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本文編號:414204
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