斜面瓦推力轴承热弹流性能研究

发布时间：2017-10-21 15:38

  本文关键词：斜面瓦推力轴承热弹流性能研究

  更多相关文章： 斜面瓦推力轴承 有限元分析 热弹流性能 变形 粘温效应

【摘要】：推力轴承广泛应用于船舶、化工机械等大型机械行业。随着现代工业向着高速、重载方向发展,对轴承各方面的性能要求也越来越高。当负载增大时轴承的变形随之增大,严重时会导致轴承表面失效,造成巨大的损失,因此保持良好的轴承润滑性能有非常重要的意义。目前对可倾瓦推力轴承与径向轴承等方面的分析非常广泛,然而对固定斜面瓦推力轴承设计及计算还停留在依据图表,忽略了轴瓦变形和润滑油粘度变化等近似计算阶段。针对上述的问题,本文在分析过程中考虑了粘温效应、轴瓦变形的影响,并利用推力轴承润滑计算软件对斜面瓦推力轴承润滑性能进行分析。本文研究主要包括以下几部分:根据轴承的基本流体润滑理论,建立了斜面瓦推力轴承的数学模型,并且重点推导了斜面瓦推力轴承的油膜形状控制方程的数学模型。并将建立的雷诺方程、能量方程、油膜形状方程、粘度方程等进行联立求解。采用有限元数值分析方法,运用ANSYS计算软件,对斜面瓦推力轴承的变形进行了数值模拟;分析了不同工况下、不同瓦块结构对轴瓦变形的影响,得出斜面瓦推力轴承的变形规律与变形形式。采用传统计算方法(不考虑粘度变化与轴瓦变形)与热弹流计算(考虑粘度变化与轴瓦变形)进行对比分析,利用推力轴承润滑软件分析了轴承最小油膜厚度、最高油膜温度和最大油膜压力等主要性能参数随轴承工况(速度与载荷)的变化情况,并将分析得到变形值计入润滑计算来分析轴承润滑性能变化规律。该结论可为此类推力轴承的设计、应用提供参考依据,以减少产生不利于承载能力的瓦面凹变形。
【关键词】：斜面瓦推力轴承 有限元分析 热弹流性能 变形 粘温效应
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH133.3
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 课题背景及研究意义10-12
• 1.2 国内外研究现状12-16
• 1.2.1 国外推力轴承流体润滑研究现状12-14
• 1.2.2 国内推力轴承流体润滑研究现状14-16
• 1.3 课题来源及主要研究内容16-18
• 第2章 推力轴承热弹流数学模型18-26
• 2.1 数学模型建立18-24
• 2.1.1 油膜形状方程19-20
• 2.1.2 广义雷诺方程20-21
• 2.1.3 能量方程21-22
• 2.1.4 粘温方程22-23
• 2.1.5 热油携带方程23
• 2.1.6 热传导方程23-24
• 2.2 斜面瓦推力轴承的其他性能参数计算24-25
• 2.3 本章小结25-26
• 第3章 斜面瓦推力轴承的变形分析26-42
• 3.1 引言26
• 3.2 求解变形基本概述26-29
• 3.2.1 有限元法的简单介绍26-28
• 3.2.2 热-结构耦合分析28-29
• 3.3 轴瓦力变形分析29-34
• 3.3.1 网格划分与力加载29-31
• 3.3.2 不同厚度力变形结果分析31-33
• 3.3.3 不同长宽比力变形结果分析33-34
• 3.4 轴瓦热变形分析34-39
• 3.4.1 网格划分与热加载34-35
• 3.4.2 不同厚度的热变形结果分析35-37
• 3.4.3 不同长宽比的热变形结果分析37-39
• 3.5 轴瓦总变形分析39-41
• 3.6 本章小结41-42
• 第4章 斜面瓦推力轴承热弹流性能分析42-56
• 4.1 油膜压力场和温度场、油膜形状42-44
• 4.1.1 油膜压力分布42-43
• 4.1.2 油膜温度场分布43-44
• 4.1.3 油膜厚度分布44
• 4.2 斜面推力轴承性能计算44-49
• 4.2.1 传统方法计算45-46
• 4.2.2 热弹流方法计算46-48
• 4.2.3 结果分析48-49
• 4.3 速度对轴承润滑性能影响49-52
• 4.3.1 速度对油膜厚度的影响50
• 4.3.2 速度对最高油膜温度的影响50-51
• 4.3.3 速度对最大油膜压力的影响51-52
• 4.3.4 速度对轴承功耗的影响52
• 4.4 载荷对轴承润滑性能影响52-55
• 4.4.1 载荷对最小油膜厚度的影响52-53
• 4.4.2 载荷对最高油膜温度的影响53-54
• 4.4.3 载荷对最大油膜压力的影响54
• 4.4.4 载荷对轴承功耗的影响54-55
• 4.5 本章小结55-56
• 结论56-58
• 参考文献58-62
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文62-63
• 致谢63

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