滑动轴承流场及润滑油相关特性研究

发布时间：2017-03-19 21:11

  本文关键词：滑动轴承流场及润滑油相关特性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：滑动轴承是蒸汽轮机、燃气轮机、压缩机等大型重载旋转机械中的重要部件,它依靠在轴颈和轴瓦之间形成的收敛—开扩型楔形间隙中流动的高粘性润滑介质承受转子载荷、提供动静表面之间的润滑、传递转子摩擦产生的热量。轴承的动静力特性、摩擦功耗等宏观特性直接影响到整个设备的安全稳定运行,而间隙内润滑介质的流动状态和结构是宏观特性的物理基础,起到了决定性作用。润滑油在轴承中会产生油膜力,油膜力会与转子的运动相互耦合,对转子系统的运动稳定性产生重要影响。故本文研究了润滑油的一些基本性质,并在此基础上对滑动轴承的流动特性进行数值模拟。本课题通过理论与实验相结合的方法,研究润滑油的含气量测量方法,润滑油含气量与温度和背压的关系,润滑油含气量对其粘度的影响；实验研究了润滑油粘度与温度的关联式；最后在实验的基础上研究润滑油温度变化后对滑动轴承内流场特性的影响。实验方面,提出一种新的测量润滑油含气量的方法。用该方法得出润滑油含气量并研究出其与温度、背压的关系,以及润滑油含气量对其粘度的影响。用BrookficldDV2T型粘度计测量不同种类润滑油在不同温度下的粘度,对数据进行线性处理,发现温度越高,粘度越小,且数据满足Walther公式,并求出其中相应的系数,为后续的滑动轴承的动力特性的求解做了基础工作。理论方面,通过研究经典的Reynolds方程,分析滑动轴承流场特性的影响因素。运用实验得到数据和公式,根据轴承内温度场分布,从而拟合出滑动轴承内的粘度场分布情况,进而求解出轴承内的压力场。通过与常用的有效温度法,只考虑周向温度变化,以及考虑周向和轴向两个方向的温度变化,三者进行比较,发现考虑两个方向能够完整的描述轴承内的流场特性。通过实验和理论研究发现,润滑油的含气量随背压的增大不断减小,随着润滑油温度的升高呈现先增大后减小的趋势，，目在相同的温度和背压下,发现随着润滑油含气量的提高,其粘度也会变小。证明了润滑汕的粘度随温度的变化符合Walther公式,并求出相应润滑油的对应系数。在原有的Reynolds方程基础上,对其粘度项进行求导,得出广义的Reynolds方程,并用有限差分法对其进行数值求解。最后通过编程求解,在三种温度情况下，得出滑动轴承的流动特性。
【关键词】：滑动轴承 润滑油 含气量 温粘特性 流场特性
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH133.31;TH117.2
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 国内外研究现状11-15
• 1.2.1 润滑油含气量的研究现状11
• 1.2.2 润滑油的温粘特性研究现状11-12
• 1.2.3 流体动压润滑研究现状12-14
• 1.2.4 数值模拟研究现状14-15
• 1.3 论文研究内容15-16
• 1.4 论文结构16-17
• 第二章 润滑油含气量的研究17-26
• 2.1 润滑油简介17
• 2.2 含气量的测量方法17-21
• 2.2.1 润滑油中气体的溶解机理17-18
• 2.2.2 润滑油含气量的测量方法18-21
• 2.3 润渭油含气量的影响因素21-25
• 2.3.1 背压对润滑油含气量的影响21-23
• 2.3.2 温度对润滑汕含气量的影响23-25
• 2.4 润滑油含气量对其粘度的影响25
• 2.5 本章小结25-26
• 第三章 润滑油温粘特性研究26-38
• 3.1 润滑油的粘度和粘温性26
• 3.2 润滑油粘温特性实验研究26-31
• 3.2.1 润滑汕粘度的测试系统27-28
• 3.2.2 实验测量数据28-31
• 3.3 实验结果分析31-37
• 3.3.1 实验结果31-32
• 3.3.2 实验数据的线性处理32-36
• 3.3.3 指数公式与双对数公式的比较36-37
• 3.4 本章小结37-38
• 第四章 滑动轴承流动特性分析38-53
• 4.1 动压形成原理38-40
• 4.1.1 楔形间隙38
• 4.1.2 径向滑动轴承中的动压油膜38-40
• 4.2 控制方程的建立40-42
• 4.2.1 质点运动方程40-41
• 4.2.2 连续方程41-42
• 4.3 Reynolds方程及压力边界条件42-45
• 4.3.1 Reynolds方程42-44
• 4.3.2 压力的边界条件44-45
• 4.4 Reynolds方程的无量纲形式45-48
• 4.4.1 粘度为定值时的无量纲Reynolds方程46-48
• 4.4.2 粘度为变量时的广义无量纲Reynolds方程48
• 4.5 基于广义Reynolds方程的有限差分的滑动轴承流动特性求解模型48-52
• 4.6 本章小结52-53
• 第五章 滑动轴承流动特性的数值模拟53-65
• 5.1 轴承内温度场分析53-54
• 5.2 油膜温度场不变的滑动轴承流动特性54-59
• 5.2.1 油温对滑动轴承流动特性的影响54-56
• 5.2.2 偏心距对滑动轴承流动特性的影响56-58
• 5.2.3 转速对滑动轴承流动特性的影响58-59
• 5.3 考虑油膜周向温度场的变化的滑动轴承流动特性59-62
• 5.4 考虑油膜周向和轴向温度场的变化的滑动轴承流动特性62-63
• 5.5 本章小结63-65
• 第六章 总结与展望65-67
• 6.1 总结65-66
• 6.2 展望66-67
• 致谢67-68
• 参考文献68-72
• 作者简介72

【参考文献】

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本文编号：256611