高速齿轮泵滑动轴承润滑特性研究
发布时间：2021-01-28 10:03
外啮合齿轮泵结构简单紧凑,体积小重量轻,对油液污染不敏感,有一定自吸能力,可靠性高,寿命长,具有轴向间隙补偿、卸荷槽和径向不平衡力平衡结构,运行及维护成本低廉等显著优点,被广泛应用在工程机械、航空航天等环境恶劣的工况。提高齿轮泵的工作压力是齿轮泵的一个发展方向,而提高工作压力所带来的问题是:（1）轴承寿命大大缩短;（2）泵泄漏加剧,容积效率下降。本论文主要以外啮合齿轮泵为研究对象,提高轴承承载能力和使用寿命,建立外啮合齿轮泵滑动轴承的系统仿真模型,分析横槽、圆周槽及螺旋槽对冷热油的导流及降低轴承温升作用,研究槽型在高速精密机械中滑动轴承长期存在过热现象的形成机理。本文对齿轮泵不同槽型动静压滑动轴承的特性进行数值分析:（1）根据不同槽型流体动静压滑动轴承的结构特点,推导出直角坐标系和斜坐标系下的转换及斜坐标下轴承的雷诺方程。（2）计算齿轮泵径向受力,并校核滑动轴承承载力。（3）分别推导横槽、圆周槽及螺旋槽三者流体动静压滑动轴承的油膜厚度方程、承载力及温度雷诺方程。（4）运用Matlab绘制有关图形,对不同槽型下流体动静压滑动轴承的动静特性进行对比分析,考虑滑动轴承槽型的宽度、数量、深度、...
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
浮环轴承运动原理图
高速齿轮泵滑动轴承润滑特性分析4导致浮环轴承出现缺油润滑失效的现象。图1.1浮环轴承运动原理图石墨滑动轴承[25]主要由两种组成，一种是止推轴承，另一种是径向轴承，因其特性性常被使用在各种高低温和高低速滑动的场合中，且该种轴承有比较强的抗腐蚀作用，对腐蚀强的气体和液体都有明显的抗腐蚀效果。石墨轴承还具有优秀的自润滑性能，在缺少润滑油液的情况下也能长期工作而不致损坏。石墨轴承因其具有各种各样独特而又优异的特点，加上研究人员对其重点开发，使用范围也越来越广，应用前景及种类又得到进一步拓展。复合型石墨轴承也逐渐开始进入人们的视野，例如从多个方面改善轴承强度和韧性的优良材料复合炭—石墨轴承，使得石墨轴承被更多的行业所喜爱，尤其是食品行业等因其严格的卫生要求不能使用油脂类润滑剂，铸锭输送机、锅炉预热机器等工作温度高而要求耐高温的轴承使用场地，化工纺织业等要求抗腐蚀能力优秀的场合。石墨轴承在这些场合使用，因其本身抗性特点均能有效解决这些问题，保证特殊行业能够稳定生产。但由于碳石墨材料是一种脆性材料，其固有强度不高，应用范围受限，为提高石图1.2石墨烯滑动轴承
工程硕士学位论文7第二章流体动静压滑动轴承润滑原理及方程求解2.1流体动压润滑形成机理流体动压润滑是指做相对运动的两个固体表面之间被某种润滑材料形成的润滑薄膜内产生的压力，使得两者之间非直接接触从而减小两固体表面间的摩擦效应[33~35]。由于润滑薄膜的存在，两固体表面不会干磨，相对运动的两个固体表面也因间隙内只有流体分子存在摩擦且流体润滑的摩擦系数相对很小，在运转过程中可以大幅度降低摩擦磨损，摩擦磨损做功功率也随之降低，结果不仅使得摩擦副性能更加优异，轴承的使用寿命也得到极大延长。滑动轴承的流体润滑很大程度上限制了轴承的工作能力，因此深入了解滑动轴承的润滑机理和润滑工作状态变得十分重要。两个固体摩擦表面在做相对运动时受到粘性流体的动力作用，间隙的油液产生油膜压力支撑外载荷形成了间隙流体动压润滑。如图2.1所示，形成楔形间隙的平板AB与CD间充满具有一定黏度的润滑液体，此时平板AB以一定速度向左滑动，流体从间隙较大侧向间隙较小侧流动，楔形间隙内不平衡油压使得不可压缩流体流动加快，楔形间隙内部形成的压力等于外负载压力，这称为流体动压润滑的间隙运行原理[36~38]。据此，流体润滑的形成有三个不可或缺的条件：首先两个相对运动的固体表面之间必须形成一个收敛的楔形间隙，其次润滑流体是有一定的粘度且足够充足及两个固体表面必须有足够大速度以保证相对运动，最后润滑液体的流动要从间隙大侧进，间隙小侧出。图2.1流体动压润滑工作原理当滑动轴承开始运转时，油液在轴瓦和轴颈的间隙处变成收敛状的楔形油膜，
【参考文献】：
期刊论文
[1]滑动轴承性能测试的研究现状与展望[J]. 付杨杨,孙军,李彪,黄祥,贾卫. 机械设计. 2019(06)
[2]齿轮泵无径向力新结构的研究与分析[J]. 李玉龙,孙付春,钟飞. 制造技术与机床. 2019(01)
[3]基于全网分布式输配系统的供热计量新方法——微型齿轮泵的创新设计及运用[J]. 夏三华,杨同球,石兆玉,王伟. 区域供热. 2017(04)
[4]计入浮环径向温度梯度的浮环轴承润滑性能[J]. 李佳琪,倪计民,高旭南,石秀勇,徐晓川. 吉林大学学报(工学版). 2017(06)
[5]基于正交设计模型的多目标进化算法[J]. 吴金妹,王亚辉,贾晨辉. 农业机械学报. 2017(02)
[6]齿轮泵内泄漏途径及控制方法研究[J]. 马晓三. 机床与液压. 2014(20)
[7]基于流场的外啮合齿轮泵径向力计算[J]. 冀宏,赵光明. 机床与液压. 2013(07)
[8]Research Progress of Key Technology of High-Speed and High Precision Motorized Spindles[J]. XIONG Wan-li, MI Hai-qing, HUANG Hong-wu National Research Center for High Efficiency Grinding, Hunan University, Changsha 410082, P.R.China. International Journal of Plant Engineering and Management. 2005(02)
[9]一种求解函数全局优化问题的正交方向法[J]. 何麟书,刘刚. 北京航空航天大学学报. 2005(04)
[10]立式屏蔽泵的轴向力及石墨轴承耐磨性试验研究[J]. 李合,许洪元,张文达,罗闻. 农业工程学报. 2004(01)
博士论文
[1]齿轮泵发生空化时的气相动态演变过程及影响研究[D]. 李明学.兰州理工大学 2019
[2]计入非牛顿、变形及表面形貌效应的动载轴承热流体动力润滑分析[D]. 张振山.上海交通大学 2014
[3]高速滑动轴承的界面滑移及空穴机理研究[D]. 王丽丽.山东大学 2012
[4]基于粘度可控水基润滑液的高速陶瓷滑动轴承主轴设计[D]. 刘峰.天津大学 2010
[5]基于液压伺服控制的动静压轴承设计理论研究[D]. 江桂云.重庆大学 2009
[6]螺旋油楔滑动轴承润滑机理的理论与实验研究[D]. 陈淑江.山东大学 2007
[7]磁力轴承支承的转子动态特性研究[D]. 吴华春.武汉理工大学 2005
硕士论文
[1]可倾瓦轴承-刚性轴转子系统的运动分析及主动控制[D]. 于哲.山东大学 2019
[2]表面织构化滑动轴承润滑性能研究[D]. 侯兆鼎.北京交通大学 2018
[3]高速轴承润滑特性及转子动力学实验分析[D]. 李子君.中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所) 2018
[4]计入气穴作用的织构滑动轴承润滑性能及温度场研究[D]. 桂超.重庆大学 2018
[5]可倾瓦滑动轴承的失效研究[D]. 李珍.山东大学 2015
[6]轴承润滑对轴系振动的影响研究[D]. 杨国栋.哈尔滨工程大学 2015
[7]动压滑动轴承设计分析及计算软件开发[D]. 周孟龙.天津大学 2014
[8]滑动轴承—转子系统动态特性分析及其结构优化[D]. 董永乐.兰州理工大学 2014
[9]离心压缩机推力轴承多场耦合动力学研究[D]. 刘润.北京化工大学 2013
[10]滑动轴承润滑特性数值分析及优化设计研究[D]. 王凤斌.浙江大学 2011
本文编号：3004800
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
浮环轴承运动原理图
高速齿轮泵滑动轴承润滑特性分析4导致浮环轴承出现缺油润滑失效的现象。图1.1浮环轴承运动原理图石墨滑动轴承[25]主要由两种组成，一种是止推轴承，另一种是径向轴承，因其特性性常被使用在各种高低温和高低速滑动的场合中，且该种轴承有比较强的抗腐蚀作用，对腐蚀强的气体和液体都有明显的抗腐蚀效果。石墨轴承还具有优秀的自润滑性能，在缺少润滑油液的情况下也能长期工作而不致损坏。石墨轴承因其具有各种各样独特而又优异的特点，加上研究人员对其重点开发，使用范围也越来越广，应用前景及种类又得到进一步拓展。复合型石墨轴承也逐渐开始进入人们的视野，例如从多个方面改善轴承强度和韧性的优良材料复合炭—石墨轴承，使得石墨轴承被更多的行业所喜爱，尤其是食品行业等因其严格的卫生要求不能使用油脂类润滑剂，铸锭输送机、锅炉预热机器等工作温度高而要求耐高温的轴承使用场地，化工纺织业等要求抗腐蚀能力优秀的场合。石墨轴承在这些场合使用，因其本身抗性特点均能有效解决这些问题，保证特殊行业能够稳定生产。但由于碳石墨材料是一种脆性材料，其固有强度不高，应用范围受限，为提高石图1.2石墨烯滑动轴承
工程硕士学位论文7第二章流体动静压滑动轴承润滑原理及方程求解2.1流体动压润滑形成机理流体动压润滑是指做相对运动的两个固体表面之间被某种润滑材料形成的润滑薄膜内产生的压力，使得两者之间非直接接触从而减小两固体表面间的摩擦效应[33~35]。由于润滑薄膜的存在，两固体表面不会干磨，相对运动的两个固体表面也因间隙内只有流体分子存在摩擦且流体润滑的摩擦系数相对很小，在运转过程中可以大幅度降低摩擦磨损，摩擦磨损做功功率也随之降低，结果不仅使得摩擦副性能更加优异，轴承的使用寿命也得到极大延长。滑动轴承的流体润滑很大程度上限制了轴承的工作能力，因此深入了解滑动轴承的润滑机理和润滑工作状态变得十分重要。两个固体摩擦表面在做相对运动时受到粘性流体的动力作用，间隙的油液产生油膜压力支撑外载荷形成了间隙流体动压润滑。如图2.1所示，形成楔形间隙的平板AB与CD间充满具有一定黏度的润滑液体，此时平板AB以一定速度向左滑动，流体从间隙较大侧向间隙较小侧流动，楔形间隙内不平衡油压使得不可压缩流体流动加快，楔形间隙内部形成的压力等于外负载压力，这称为流体动压润滑的间隙运行原理[36~38]。据此，流体润滑的形成有三个不可或缺的条件：首先两个相对运动的固体表面之间必须形成一个收敛的楔形间隙，其次润滑流体是有一定的粘度且足够充足及两个固体表面必须有足够大速度以保证相对运动，最后润滑液体的流动要从间隙大侧进，间隙小侧出。图2.1流体动压润滑工作原理当滑动轴承开始运转时，油液在轴瓦和轴颈的间隙处变成收敛状的楔形油膜，
【参考文献】：
期刊论文
[1]滑动轴承性能测试的研究现状与展望[J]. 付杨杨,孙军,李彪,黄祥,贾卫. 机械设计. 2019(06)
[2]齿轮泵无径向力新结构的研究与分析[J]. 李玉龙,孙付春,钟飞. 制造技术与机床. 2019(01)
[3]基于全网分布式输配系统的供热计量新方法——微型齿轮泵的创新设计及运用[J]. 夏三华,杨同球,石兆玉,王伟. 区域供热. 2017(04)
[4]计入浮环径向温度梯度的浮环轴承润滑性能[J]. 李佳琪,倪计民,高旭南,石秀勇,徐晓川. 吉林大学学报(工学版). 2017(06)
[5]基于正交设计模型的多目标进化算法[J]. 吴金妹,王亚辉,贾晨辉. 农业机械学报. 2017(02)
[6]齿轮泵内泄漏途径及控制方法研究[J]. 马晓三. 机床与液压. 2014(20)
[7]基于流场的外啮合齿轮泵径向力计算[J]. 冀宏,赵光明. 机床与液压. 2013(07)
[8]Research Progress of Key Technology of High-Speed and High Precision Motorized Spindles[J]. XIONG Wan-li, MI Hai-qing, HUANG Hong-wu National Research Center for High Efficiency Grinding, Hunan University, Changsha 410082, P.R.China. International Journal of Plant Engineering and Management. 2005(02)
[9]一种求解函数全局优化问题的正交方向法[J]. 何麟书,刘刚. 北京航空航天大学学报. 2005(04)
[10]立式屏蔽泵的轴向力及石墨轴承耐磨性试验研究[J]. 李合,许洪元,张文达,罗闻. 农业工程学报. 2004(01)
博士论文
[1]齿轮泵发生空化时的气相动态演变过程及影响研究[D]. 李明学.兰州理工大学 2019
[2]计入非牛顿、变形及表面形貌效应的动载轴承热流体动力润滑分析[D]. 张振山.上海交通大学 2014
[3]高速滑动轴承的界面滑移及空穴机理研究[D]. 王丽丽.山东大学 2012
[4]基于粘度可控水基润滑液的高速陶瓷滑动轴承主轴设计[D]. 刘峰.天津大学 2010
[5]基于液压伺服控制的动静压轴承设计理论研究[D]. 江桂云.重庆大学 2009
[6]螺旋油楔滑动轴承润滑机理的理论与实验研究[D]. 陈淑江.山东大学 2007
[7]磁力轴承支承的转子动态特性研究[D]. 吴华春.武汉理工大学 2005
硕士论文
[1]可倾瓦轴承-刚性轴转子系统的运动分析及主动控制[D]. 于哲.山东大学 2019
[2]表面织构化滑动轴承润滑性能研究[D]. 侯兆鼎.北京交通大学 2018
[3]高速轴承润滑特性及转子动力学实验分析[D]. 李子君.中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所) 2018
[4]计入气穴作用的织构滑动轴承润滑性能及温度场研究[D]. 桂超.重庆大学 2018
[5]可倾瓦滑动轴承的失效研究[D]. 李珍.山东大学 2015
[6]轴承润滑对轴系振动的影响研究[D]. 杨国栋.哈尔滨工程大学 2015
[7]动压滑动轴承设计分析及计算软件开发[D]. 周孟龙.天津大学 2014
[8]滑动轴承—转子系统动态特性分析及其结构优化[D]. 董永乐.兰州理工大学 2014
[9]离心压缩机推力轴承多场耦合动力学研究[D]. 刘润.北京化工大学 2013
[10]滑动轴承润滑特性数值分析及优化设计研究[D]. 王凤斌.浙江大学 2011
本文编号：3004800
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