浮环轴承润滑特性研究

发布时间：2017-04-26 10:06

  本文关键词：浮环轴承润滑特性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：浮环轴承与普通的滑动轴承相比,拥有双层润滑油膜,具有尺寸小、结构简单、磨损小、稳定性好、效率高、加工容易、成本低廉等优点,普遍应用在汽车涡轮增压器、内燃机和燃气轮机上。工程上对浮环的转速要求越来越高,很大程度上影响了浮环运转的稳定性,目前对其润滑特性的研究主要依赖经验数据,由于浮环内外油膜的耦合特性增加了对其研究的困难程度,而缺乏详细准确的系统模型对其进行研究。所以本文在浮环建模仿真的基础上通过浮环轴承的内外油膜压力分布图、轴颈转速和供油压力对浮环油膜润滑静特性的影响进行研究。本文使用CFD方法对浮环轴承的润滑静特性进行研究,与传统上单纯求解数值解的雷诺方程(简化的N-S方程)相比,CFD软件FLUENT利用有限元法可以直接求解完整的N-S方程,能够更容易处理未知的边界区域,更易求解复杂结构的轴承模型,更准确的分析出浮环轴承的润滑静特性。本文通过Gambit软件建立了浮环轴承内外油膜的动网格模型,用流体力学软件FLUENT及其自定义接口函数UDF对仿真模型进行算法求解,得到不同工况下的内外油膜压力分布图,并进一步分析了供油压力及轴颈转速对浮环端泄量、端泄温升、浮环转速、内外油膜间隙变化率的润滑静特性的影响,结果表明供油压力的提高将增大浮环转速和外油膜端泄量,轴颈转速的提高将增大浮环的端泄温升和内外油膜压力分布值。针对高速运转的双层油膜浮环轴承,在内外油膜动压模型仿真和理论分析的基础上,确定了径向浮环轴承的试验参数,设计了一套针对浮环轴承内外油膜测量技术的三维油膜压力试验系统,为准确测量内外油膜的压力提供了一定的参考。
【关键词】：浮环轴承 油膜压力 FLUENT 润滑 建模仿真
【学位授予单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH133.3
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 绪论11-17
• 1.1 课题的研究背景11-12
• 1.2 课题的研究意义12
• 1.3 国内外研究现状及发展趋势12-14
• 1.4 论文的主要研究内容14-17
• 第二章 浮环轴承润滑理论基础17-27
• 2.1 引言17
• 2.2 浮环轴承的工作原理17-19
• 2.3 浮环轴承润滑的数学模型19-25
• 2.3.1 流体力学控制方程19-23
• 2.3.2 压力边界条件23-24
• 2.3.3 FLUENT守恒型动网格流场计算方程24-25
• 2.4 本章小结25-27
• 第三章 浮环轴承润滑仿真模型的求解算法27-33
• 3.1 浮环轴承润滑仿真模型的假设条件27
• 3.2 浮环轴承油膜模型的求解方法27-28
• 3.3 浮环轴承油膜的求解算法分析28-31
• 3.3.1 计算流体力学CFD分析步骤28-29
• 3.3.2 浮环求解算法程序框图29-31
• 3.4 本章小结31-33
• 第四章 浮环轴承润滑特性的仿真分析33-49
• 4.1 浮环轴承润滑模型33-35
• 4.1.1 利用Gambit建立浮环有限元模型33-35
• 4.1.2 设置模拟参数35
• 4.2 转速对浮环润滑特性的影响35-40
• 4.2.1 转速对浮环轴承环速比的影响35-36
• 4.2.2 转速对油膜压力分布的影响36-40
• 4.3 供油压力对浮环轴承润滑静特性的影响40-47
• 4.3.1 供油压力对浮环油膜压力分布影响40-44
• 4.3.2 供油压力对浮环轴承端泄量的影响44-45
• 4.3.3 供油压力对浮环轴承转速比的影响45-46
• 4.3.4 供油压力对润滑油温升的影响46
• 4.3.5 供油压力对浮环轴承内外油膜间隙变化率的影响46-47
• 4.4 本章小结47-49
• 第五章 浮环轴承油膜三维测试技术49-63
• 5.1 试验方案的确定49-53
• 5.1.1 浮环轴承试验台测试系统整体设计50-51
• 5.1.2 主轴的设计51-52
• 5.1.3 电动机的选型52-53
• 5.1.4 变频器的选型53
• 5.2 润滑系统的设计53-56
• 5.2.1 润滑油的作用53-54
• 5.2.2 润滑方式的选择54-56
• 5.3 测试仪器选型56-61
• 5.3.1 测量装置压力传感器选型57
• 5.3.2 光电传感器选型57-58
• 5.3.3 电涡流位移传感器选型58-59
• 5.3.4 温度传感器选型59-60
• 5.3.5 集电环选型60
• 5.3.6 数据采集卡选型60-61
• 5.4 本章小结61-63
• 第六章 结论与展望63-65
• 6.1 结论63-64
• 6.2 展望64-65
• 参考文献65-69
• 致谢69

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本文编号：328212