高速动静压混合润滑推力轴承性能研究

发布时间：2017-05-11 22:07

  本文关键词：高速动静压混合润滑推力轴承性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：动静压轴承是一种利用动压轴承和静压轴承优点的油膜轴承,其具有动压效应和静压混合承载能力。但是,大型立式数控加工装备在高速、重载和微间隙极端工况下,静压轴承间隙油膜温度骤升、润滑油粘度急剧下降、油膜迅速变薄、局部出现边界润滑或干摩擦,进而发生摩擦学失效。因此,提出将静压油垫改为动静压油垫,使其成为动静压轴承,解决此问题。本文以扇形动静压油垫为研究对象,探究高速动静压混合润滑推力轴承的性能。使用UG三维建模软件对单向动静压油垫油膜和双向动静压油垫油膜进行模型建立;利用ANSYS ICEM CFD软件对油膜几何体划分网格;再对油膜模型进行边界条件等参数设定。首先确定动静压油垫的结构尺寸,为了使动压效应最优,考虑动压楔形长度和高度的影响,通过使用ANSYS CFX软件分析相同转速和承载工况下,动静压油垫油楔的长度和高度不同时,油膜的压力场、温度场和速度场的变化情况,并比较其分析结果,得到动静压油垫油楔长度和高度的最优尺寸。然后通过ANSYS CFX软件分析不同转速和承载工况下,上述两种动静压油垫油膜的压力场、温度场和速度场的变化规律,并比较其分析结果,揭示转速和载荷对润滑性能的影响。为了验证理论计算和模拟分析的正确性,在齐重数控装备股份有限公司Q1-205型立式数控车床上进行了实验研究。实测了相同载荷不同转速下动静压油垫油膜的温度数据,分析转速与温度的关系;以及油膜不同位置的温度数据,分析动静压油垫周围不同位置处油膜的温度变化,验证了理论分析及仿真结果的正确性。
【关键词】：扇形油腔多油垫 动静压推力轴承 润滑机理 动压效应 模拟实验
【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】：2015
【分类号】：TH133.3
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 本课题的来源10
• 1.2 课题研究的背景和意义10-11
• 1.3 国内外研究现状11-14
• 1.3.1 国内研究现状11-13
• 1.3.2 国外研究现状13-14
• 1.4 本文主要研究内容14-16
• 第2章 动静压润滑推力轴承工作原理及控制方程16-28
• 2.1 动压推力轴承工作原理16-17
• 2.2 静压推力轴承工作原理17-18
• 2.3 动静压混合润滑推力轴承结构18-19
• 2.4 动静压油垫扇形油腔的承载能力及腔内流量19-22
• 2.4.1 扇形油腔的有效承载面积19-21
• 2.4.2 扇形油腔的流量21-22
• 2.5 动静压润滑性能基本控制方程22-27
• 2.5.1 质量守恒方程22
• 2.5.2 动量守恒方程22-23
• 2.5.3 能量守恒方程23-24
• 2.5.4 雷诺方程24
• 2.5.5 动压油楔的压力计算方程24-27
• 2.6 本章小结27-28
• 第3章 动静压润滑性能的油楔尺寸特性28-42
• 3.1 引言28
• 3.2 润滑性能数值模拟环境28-33
• 3.2.1 润滑性能模拟软件概述28-29
• 3.2.2 油膜几何模型的生成及油膜网格的划分29-31
• 3.2.3 边界条件设定及求解结果31-33
• 3.3 油膜润滑性能的楔形长度特性33-37
• 3.3.1 楔形长度对油膜压力场的影响33-35
• 3.3.2 楔形长度对油膜温度场的影响35-36
• 3.3.3 楔形长度对油膜速度场的影响36-37
• 3.4 油膜润滑性能的楔形高度特性37-41
• 3.4.1 楔形高度对油膜压力场的影响37-39
• 3.4.2 楔形高度对油膜温度场的影响39-40
• 3.4.3 楔形高度对油膜速度场的影响40-41
• 3.5 本章小结41-42
• 第4章 动静压推力轴承润滑性能的高速重载特性42-58
• 4.1 引言42
• 4.2 油膜润滑性能转速特性42-49
• 4.2.1 转速对油膜压力场的影响42-45
• 4.2.2 转速对油膜温度场的影响45-48
• 4.2.3 转速对油膜速度场的影响48-49
• 4.3 油膜润滑性能载荷特性49-56
• 4.3.1 载荷对油膜压力场的影响49-53
• 4.3.2 载荷对油膜温度场的影响53-56
• 4.3.3 载荷对油膜速度场的影响56
• 4.4 本章小结56-58
• 第5章 实验验证58-65
• 5.1 引言58
• 5.2 油膜温度测量装置58
• 5.3 油膜温度实验研究方法58-60
• 5.4 油膜温度实验数据采集与分析60-64
• 5.5 本章小结64-65
• 结论65-66
• 参考文献66-71
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文71-72
• 致谢72

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 周立彬;;冷冻红套技术在推力轴承安装中的应用[J];煤矿机械;2010年11期

2 ;我国建成世界先进高转速推力轴承试验台[J];硅谷;2011年17期

3 ;汽轮机的推力轴承[J];电力技术简讯;1974年04期

4 吕荣梁 ,孙惠通;平衡块推力轴承的调整计算[J];大电机技术;1978年04期

5 郑永才;舰船主推力轴承设计特点[J];热能动力工程;1989年04期

6 林太举;大型推力轴承的运行经验[J];华中电力;1990年02期

7 钱祥麟;;电厂推力轴承安全运行的若干问题[J];华东电力;1990年02期

8 何生荣;对推力轴承几种结构改进的分析[J];水力发电;1991年07期

9 李惠昌;张志华;董富庆;萨本佶;;汽轮机推力轴承试验研究[J];上海汽轮机;1991年01期

10 黄雅罗;;汽轮机推力轴承的运行监视和保护[J];电力技术;1991年01期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 吴军令;武中德;于秋敏;;三峡推力轴承试验研究[A];西部大开发 科教先行与可持续发展——中国科协2000年学术年会文集[C];2000年

2 邓波;陈坚;周少华;朱杰;;大型立式推力轴承研究现状及发展趋势[A];2009全国大型泵站更新改造研讨暨新技术、新产品交流大会论文集[C];2009年

3 张鹏顺;叶宗浩;;大型推力轴承的实测及其瓦变形的分析和计算[A];第二次全国摩擦磨损润滑学术会议论文集[C];1979年

4 刘从民;王继志;姜忱;李永海;周世昌;;圆形与扇形可倾瓦推力轴承润滑性能的比较[A];第五届全国摩擦学学术会议论文集（下册）[C];1992年

5 陈渭;J．Glienicke;朱均;;考虑推力轴承影响的单质量转子振动分析[A];第五届全国摩擦学学术会议论文集（下册）[C];1992年

6 王晓宁;李宝清;杨舰;徐其福;王蕴善;王玉兰;;330MW汽轮发电机组可倾瓦推力轴承设计与应用[A];中国动力工程学会透平专业委员会2012年学术研讨会论文集[C];2012年

7 梁湘燕;徐艳茹;陈坚;古智生;袁世娟;桂江峰;;大型立式水泵机组推力轴承轴向负荷的分析与计算8[A];2009全国大型泵站更新改造研讨暨新技术、新产品交流大会论文集[C];2009年

8 陈志澜;吕新广;朱均;;三维传热对推力轴承润滑性能影响的研究[A];第四届中国轧机油膜轴承技术研讨会论文集[C];1998年

9 谢明春;王小静;高嵘;于茂华;;推力轴承试验台数据采集系统的研究[A];第八届中国轧机油膜轴承技术研讨会论文集[C];2006年

10 马玉林;;气体静压微沟推力轴承载荷-轴系伺服系统动态性能的研究[A];摩擦学第三届全国学术交流会论文集流体润滑部分（Ⅱ）[C];1982年

中国重要报纸全文数据库 前9条

1 宋亚平　记者 薛婧;哈电机巨型推力轴承填补国内空白[N];黑龙江日报;2011年

2 记者 朱会伦;我国建成世界上最先进高转速推力轴承试验台[N];科技日报;2011年

3 朱会伦;高转速推力轴承试验台投用[N];中国技术市场报;2011年

4 周慧;德阳东方电机高速重载推力轴承试验台启动[N];四川科技报;2011年

5 本报通讯员 宋亚平 记者 由庆祝;1000兆瓦水轮发电机推力轴承在哈电机制成[N];中国工业报;2011年

6 记者 路晓冰;世界最先进水轮发电机推力轴承试验台完成试台[N];中国电力报;2011年

7 宋亚平　记者 王方遒;世界最大水轮机关键技术在哈突破[N];哈尔滨日报;2011年

8 戴耀南;当修不修 酿成事故责任在己[N];中国船舶报;2002年

9 王月明 路奎华;铣面机主轴推力轴承在线故障诊断[N];世界金属导报;2012年

中国博士学位论文全文数据库 前5条

1 黄滨;推力轴承三维热弹流润滑性能及其振动噪声特性研究[D];浙江大学;2013年

2 寇尊权;不均匀磁化对永磁推力轴承及其转子系统性能影响的研究[D];吉林大学;2006年

3 于晓东;重型静压推力轴承力学性能及油膜态数值模拟研究[D];东北林业大学;2007年

4 张艳芹;重型静压推力轴承综合物理场研究[D];哈尔滨理工大学;2009年

5 韩桂华;重型数控车床静压推力轴承油膜控制研究[D];哈尔滨理工大学;2009年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 牛孔肖;基于边界元法的流体动力润滑推力轴承静、动特性研究[D];郑州大学;2015年

2 刘宾宾;离心压缩机轴位移故障机理研究[D];北京化工大学;2015年

3 邱志新;高速重载静压推力轴承润滑性能预测研究[D];哈尔滨理工大学;2013年

4 王志强;高速动静压混合润滑推力轴承性能研究[D];哈尔滨理工大学;2015年

5 吴庚洋;固定斜面瓦推力轴承结构优化研究[D];哈尔滨理工大学;2014年

6 柳飞;水电机组推力轴承稳定状态油膜特性研究[D];华中科技大学;2008年

7 裴延涛;磁悬浮推力轴承机电结构及控制系统研究[D];大连交通大学;2010年

8 徐晓秋;回油槽结构参数对静压推力轴承内部流场影响研究[D];哈尔滨理工大学;2012年

9 代燕杰;磁悬浮推力轴承的电磁性能分析及结构设计[D];山东大学;2008年

10 贺焕源;分离式波箔气体动压推力轴承静特性分析与实验研究[D];南京航空航天大学;2014年

  本文关键词：高速动静压混合润滑推力轴承性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：358157