液体动压轴承及测试平台设计与研究

发布时间：2017-04-20 00:02

  本文关键词：液体动压轴承及测试平台设计与研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：机械压力机因具有较高的生产效率和冲压精度而在工业生产中得到广泛应用。轴承作为压力机的重要部件,其性能直接影响到压力机的精度和工作效率。但传统转子轴承容易老化和磨损,其产生的噪声和振动会导致设备不能正常工作甚至完全失效,给企业带来较大损失。因此,设计研究新的轴承系统势在必行。液体动压轴承因具有抗载能力强、工作稳定、摩擦磨损小、噪声小等优点,逐渐被应用在机械压力机中。因此加强对液体动压轴承的设计研究,并建立相应的测试平台,使其能够在机械压力机中逐步替代传统滚子轴承系统,对提高压力机的冲压精度、延长工作寿命具有重要意义。论文主要研究的内容如下：1)液体动压轴承设计与仿真。按照滑动轴承设计流程完成液体动压轴承设计；以计算流体力学为理论基础,以FLUENT软件为工具,着重研究了偏心率和主轴转速对油膜压力的影响。2)分别对安装了常规轴承和液体动压轴承的P2H-100型压力机进行偏载测试,测试结果表明安装液体动压轴承后的压力机抗偏载能力增强。3)测试平台设计。根据所设计的动压轴承,完成测试平台液压控制系统(液压加载系统、压力供油系统)、动力驱动系统、测量系统等的设计,并对关键元器件参数进行计算选型。4)测试平台主体结构数值模拟,包括静态力学和模态分析。结果表明测试平台和主轴的应力分布和变形符合要求；最大工作频率低于机身的一阶固有频率,结构稳定,不会发生共振。论文所开发的液体动压轴承及其测试平台,为压力机上采用动压轴承提供关键技术支撑,达到提高P2H-100压力机的稳定性和冲压精度的目的,最终打入国内制罐冲压机的市场。
【关键词】：动压轴承 动压轴承试验台 数值模拟 测量系统
【学位授予单位】：扬州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH133.37
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 课题背景及研究意义9
• 1.2 液体动压轴承的定义与分类9-10
• 1.3 轴承实验台在国内外的研究现状10-13
• 1.3.1 国内研究现状10-12
• 1.3.2 国外研究现状12-13
• 1.4 本课题研究内容13-14
• 1.5 本章小结14-15
• 第2章 液体动压轴承的设计15-34
• 2.1 液体动压原理15-16
• 2.2 液体动压轴承的设计16-19
• 2.2.1 液体动压轴承设计流程16
• 2.2.2 主要参数及要求16-17
• 2.2.3 轴承结构的选择17
• 2.2.4 轴承材料的选择17-18
• 2.2.5 润滑油的选择18-19
• 2.3 工作参数的选择19-20
• 2.3.1 宽径比19
• 2.3.2 轴承的间隙比19-20
• 2.3.3 许用最小油膜厚度20
• 2.4 轴承参数的检验20-25
• 2.4.1 轴承的平均压强校核20-21
• 2.4.2 轴承的圆周速度校核21
• 2.4.3 轴承的摩擦热校核21
• 2.4.4 轴承特性系数计算21-22
• 2.4.5 偏心率的计算22
• 2.4.6 润滑油流量计算22-23
• 2.4.7 热平衡校核23-24
• 2.4.8 轴承设计结果24-25
• 2.5 液体动压轴承油膜压力仿真25-33
• 2.5.1 计算流体力学的基本理论25-27
• 2.5.2 湍流模型的选择27-29
• 2.5.3 油膜模型建立29-30
• 2.5.4 Fluent分析设置30
• 2.5.5 液体动压轴承油膜压力与偏心率关系30-31
• 2.5.6 液体动压轴承油膜压力与转速关系31-33
• 2.6 本章小结33-34
• 第3章 液体动压轴承在压力机中的偏载测试34-40
• 3.1 概述34
• 3.2 测试目的与原理34
• 3.3 测试方案及结果分析34-39
• 3.3.1 测试方案34-35
• 3.3.2 测试结果分析和处理35-39
• 3.4 本章小结39-40
• 第4章 液体动压轴承测试平台主体设计40-55
• 4.1 引言40
• 4.2 液体动压轴承测试平台设计要求40
• 4.3 液体动压轴承测试平台设计40-48
• 4.3.1 液体动压轴承测试台主体设计40-41
• 4.3.2 液压控制系统设计41-44
• 4.3.3 动力驱动系统44-45
• 4.3.4 测量系统45-47
• 4.3.5 测试平台三维模型47-48
• 4.4 液压控制系统的匹配计算48-54
• 4.4.1 液压加载系统主要液压元件计算选型48-53
• 4.4.2 压力供油系统主要液压元件计算选型53-54
• 4.5 本章小结54-55
• 第5章 液压动压轴承试验台结构数值分析55-64
• 5.1 引言55
• 5.2 有限元方法的介绍55-57
• 5.2.1 有限元方法的概述55-56
• 5.2.2 Hyperworks软件简介56-57
• 5.3 试验台结构的有限元模型57-59
• 5.3.1 机身实体模型简化及导入57-58
• 5.3.2 材料参数设定58
• 5.3.3 网格划分58
• 5.3.4 载荷和边界条件58-59
• 5.4 有限元计算结果分析59-63
• 5.4.1 静力学分析59-60
• 5.4.2 机身的模态分析60-63
• 5.5 本章小结63-64
• 第6章 总结与展望64-66
• 6.1 本文总结64
• 6.2 展望64-66
• 参考文献66-68
• 致谢68-69
• 攻读硕士学位期间发表的论文69-70

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