發(fā)布時間：2017-09-18 13:36

  本文關(guān)鍵詞：航空發(fā)動機(jī)軸系軸承試驗器設(shè)計與系統(tǒng)耦合力學(xué)特性研究

  更多相關(guān)文章： 高速滾動軸承 轉(zhuǎn)子動力學(xué) 支撐剛度 航空軸承試驗器

【摘要】：軸承在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)子中起到重要的支撐作用，滾動軸承的可靠性是保證整個轉(zhuǎn)子可靠性的關(guān)鍵。滾動軸承在航發(fā)轉(zhuǎn)子中使用時受到重載、高溫、高速等極限工況的考驗。通過設(shè)計、制造高性能的軸承試驗器對航發(fā)主軸軸承進(jìn)行性能試驗，是評價軸承性能的重要手段和改進(jìn)軸承設(shè)計的有效方法，業(yè)已被認(rèn)為是推動軸承技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)性研究途徑。 論文中設(shè)計了一種多轉(zhuǎn)子軸間軸承試驗裝置，用于模擬航發(fā)主軸軸承的潤滑特性和航發(fā)轉(zhuǎn)子的動力學(xué)特性，試驗器轉(zhuǎn)子與航空發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)子具有相同的工況條件、支撐型式和結(jié)構(gòu)型式，可為航發(fā)高速轉(zhuǎn)子和航發(fā)主軸軸承提供高精度模擬實際工況的試驗平臺。試驗裝置基于模塊化思想設(shè)計，可以測試滾子軸承、深溝球軸承、角接觸軸承等，可模擬的最高轉(zhuǎn)速為24000r/min，最高溫度可達(dá)200℃，而且雙轉(zhuǎn)子之間可以實現(xiàn)差速旋轉(zhuǎn)。 論文確立了軸間軸承試驗裝置系統(tǒng)的總體布局方案，完成了軸間軸承試驗器的結(jié)構(gòu)設(shè)計，并采用solidworks建立了試驗裝置的三維建模。在簡單運(yùn)動學(xué)關(guān)系假設(shè)和Hertz點接觸理論的基礎(chǔ)上，建立了角接觸球軸承的力學(xué)模型，求解了角接觸球軸承的等效徑向剛度以及軸向剛度。通過集總質(zhì)量簡化和軸承簡化為徑向彈簧單元的方法，在ANSYS中建立了試驗器轉(zhuǎn)子的有限元模型，首先對單箱轉(zhuǎn)子進(jìn)行了轉(zhuǎn)子動力學(xué)分析和離心不平衡激勵下的諧響應(yīng)分析，，獲得了單箱轉(zhuǎn)子的合理工作轉(zhuǎn)速區(qū)域。然后又研究了彈性膜片聯(lián)軸器的動力學(xué)建模方法，并探究了轉(zhuǎn)子-聯(lián)軸器的耦合機(jī)理和解耦的方法，并將此結(jié)論運(yùn)用到聯(lián)軸器耦合的多轉(zhuǎn)子動力學(xué)分析中，得到了彈性聯(lián)軸器聯(lián)接的多轉(zhuǎn)子的精確動力學(xué)參數(shù)。通過分析軸系中軸承-箱體之間的各種耦合關(guān)系獲得了軸承-箱體耦合下的有限元模型，提出了影響軸系內(nèi)部載荷分配的因素即：箱體剛度、轉(zhuǎn)軸剛度、載荷作用點位置。通過虛功原理的方法，建立了軸承實際載荷的求解模型。得到了大載荷或者箱體剛度不足情況下的軸承實際載荷與以上因素之間的關(guān)系。為高速、重載工況下軸承的合理潤滑打下了基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：高速滾動軸承 轉(zhuǎn)子動力學(xué) 支撐剛度 航空軸承試驗器
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：V216.8;TH133
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-16
• 1.1 課題來源及研究的目的和意義8-9
• 1.1.1 課題來源8
• 1.1.2 課題研究目的和意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析9-14
• 1.2.1 國內(nèi)外軸承試驗技術(shù)現(xiàn)狀9-12
• 1.2.2 國內(nèi)外軸承動力學(xué)性能分析現(xiàn)狀12-13
• 1.2.3 國內(nèi)外轉(zhuǎn)子動力學(xué)性能分析現(xiàn)狀13-14
• 1.3 課題主要研究內(nèi)容14-16
• 第2章 六軸七支點軸系軸承試驗器的結(jié)構(gòu)設(shè)計16-25
• 2.1 引言16
• 2.2 試驗裝置技術(shù)指標(biāo)與單元組成16-17
• 2.3 機(jī)械主體結(jié)構(gòu)設(shè)計17-23
• 2.3.1 軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計17-20
• 2.3.2 潤滑結(jié)構(gòu)設(shè)計20-21
• 2.3.3 附件選型與設(shè)計21-22
• 2.3.4 試驗器結(jié)構(gòu)22-23
• 2.4 本章小結(jié)23-25
• 第3章 轉(zhuǎn)子-軸承動力學(xué)耦合特性研究25-45
• 3.1 前言25
• 3.2 滾動軸承力學(xué)分析25-30
• 3.2.1 滾動軸承內(nèi)部的接觸狀態(tài)25-26
• 3.2.2 角接觸球軸承的力學(xué)性能分析26-29
• 3.2.3 角接觸球軸承計算結(jié)果29-30
• 3.3 有限元法求解轉(zhuǎn)子的動力學(xué)特性30-32
• 3.4 轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)的動力學(xué)分析32-38
• 3.4.1 轉(zhuǎn)子-軸承動力學(xué)模型的建立32-33
• 3.4.2 各箱獨(dú)立轉(zhuǎn)子的動力學(xué)特性33-36
• 3.4.3 各箱獨(dú)立轉(zhuǎn)子的諧響應(yīng)分析36-38
• 3.5 聯(lián)軸器耦合效應(yīng)38-44
• 3.5.1 聯(lián)軸器剛化模型下的整體轉(zhuǎn)子動力學(xué)分析38-39
• 3.5.2 聯(lián)軸器動力學(xué)模型39-42
• 3.5.3 轉(zhuǎn)子-聯(lián)軸器耦合動力學(xué)分析42-44
• 3.6 本章小結(jié)44-45
• 第4章 軸承-箱體耦合力學(xué)特性研究45-61
• 4.1 引言45
• 4.2 載荷分配模型研究45-51
• 4.2.1 剛體模型下軸系內(nèi)部載荷分配46
• 4.2.2 軸承-箱體耦合下軸系內(nèi)部載荷分配的有限元模型46-49
• 4.2.3 軸承-箱體耦合模型下的軸承載荷49-51
• 4.3 各零件剛度系數(shù)對軸系載荷分配的影響51-60
• 4.3.1 轉(zhuǎn)軸剛度系數(shù)對軸系載荷分配的影響51-55
• 4.3.2 箱體剛度系數(shù)對軸系載荷分配的影響55-58
• 4.3.3 載荷作用點對軸系載荷分配58-60
• 4.4 本章小結(jié)60-61
• 結(jié)論61-62
• 參考文獻(xiàn)62-65
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果65-67
• 致謝67

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3 陳U

本文編號：875855