新型PEEK保持架的轴承两相流润滑分析

发布时间：2020-10-31 23:18

　　 高速精密角接触球轴承具有能同时承受径向与轴向载荷的优点,在机床主轴中起着支撑作用。保持架在轴承中起到隔离、引导滚动体并将滚动体保持在轴承腔内的作用。随着机床主轴转速技术要求的提高,现在传统保持架,无论是材料(胶木)上,还是形状(柱形兜孔)上,都很难满足高强度、耐高温、耐磨损等技术要求。特别,滚动轴承润滑已成为制约机床发展的一大关键因素。为深入研究轴承腔内部组件材料和结构对轴承润滑的影响,本文在分别建立了柱形兜孔胶木保持架模型、柱形兜孔聚醚醚酮(PEEK)保持架模型的基础上,设计出一种新型球形兜孔PEEK保持架模型,进而从保持架材料和结构两个方面的变化研究对轴承两相流润滑的影响。本文的主要工作为:(1)研究比对不同材料保持架对轴承腔内润滑的影响。以7014角接触球轴承为研究对象。从油液扩散历程开始分析,再分析不同进油量和不同转速下,不同材料保持架对轴承腔内的油液分布、油液体积分数、温度以及压强变化的影响。仿真与温升试验相互对比,验证仿真的正确性。结果表明:相同工况下,PEEK保持架轴承在油膜分布,散热等方面均优于普通胶木保持架,更适合高速角接触球轴承。(2)研究对比不同结构保持架对轴承腔内润滑的影响。分析不同进油量和不同转速下,不同结构保持架对轴承腔内的油液分布、油液体积分数、温度以及压强变化的影响。结论表明:与柱形兜孔PEEK保持架相比,由于新型球形兜孔PEEK保持架边缘带有弧度,两侧带有一定斜度的棱结构,加速了空气和润滑油的流动,润滑油分布更加均匀,降低了温升,更适合高速角接触球轴承。本文研究目的是为了设计一种更加符合角接触球轴承要求的新型保持架。所得结论具有理论意义及工程应用价值,可为保持架结构优化设计和轴承内部润滑分析提供参考。
【学位单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TH133.3
【部分图文】：

图 1.1 NSK 精密角接触球轴承床及机械设备对轴承性能要求的提高，普满足滚动轴承的技术要求[3,4]。而高性能滚高载荷和高可靠性等方面都远胜于普通滚4角接触球轴承和被航空发动机主轴应用的研究适合高端滚动轴承的材料以及可靠合保高端轴承能够长时间稳定工作的关键所何设计和优化、也有润滑剂的选择以及供

图 1.2 轴承失效原因分析速的工作条件下，润滑介质的供给方式也成为轴承润滑性能的一个重润滑剂供给过多或者是供给不足的情况下，高端轴承都不能正常工作增大，从而产生许多不必要的热量，使滚动轴承因过热而失效。因此轴承润滑机理变得尤为重要。对弹性流体动力润滑的基础理论已经进行了深入的研究[6-9]，在很多方成绩。但是目前高端轴承的润滑研究却没有充分的利用这些基础理知识整合成系统的理论，同时对于高端滚动轴承的润滑机理研究也不于局部高端滚动轴承的失效以及整体高端滚动轴承的润滑失效的内轴承腔内的分布情况，零件之间的相互摩擦等一系列的问题的研究还，有必要结合现有的润滑知识，设计高端滚动轴承，研究其润滑过程，并且优化结构。为后续高端滚动轴承的设计及开发提供技术支持，

轴承保持架概述持架(即轴承保持架，又被叫作轴承保持器)通常由低碳钢、胶木、黄铜和铝合构成，如图 1.3 所示。保持架是能够部分或全部包裹滚动体，并且随着轴承一动的轴承零件。保持架不仅可以用来隔离滚动体，还能够引导滚动体并且让滚在其特定的位置[10,11]。滚动轴承正常工作的情况下，内部零件之间会发生摩擦，从而产生大量的热量零件的磨损。严重的情况下，甚至会使保持架在正常工作的情况下发生烧伤或导致滚动轴承无法进行正常工作。所以保持架应该具有一定的强度，除此之外有良好的导热性能、摩擦系数低、抗磨损性能好、抗冲击、质量轻、膨胀系数大致相同的特点[12]。同时为了便于保持架的生产，还需要保持架具有优秀的被，在一些技术要求很高的轴承上，保持架表面甚至需要镀银。
【参考文献】

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本文编号：2864653