椭圆型油膜轴承流场特性研究

发布时间：2017-08-12 17:10

  本文关键词：椭圆型油膜轴承流场特性研究

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【摘要】：随着旋转机械向大型、高速和高容量方向发展,轴承系统出现的故障越来越多,故障诊断越来越困难,维修成本也越来越高。油膜轴承作为旋转机械的重要支撑部件,其工作情况的好坏直接影响旋转机械的可靠性、寿命、工作精度等技术指标。而油膜轴承流场特性决定了旋转机械是否具有充足承载力来平衡外界载荷,也决定了系统阻尼情况,是维持机械安全稳定运行的关键。故对油膜轴承流场特性进行研究至关重要。椭圆型油膜轴承具有加工制造简单,运行稳定性和散热性好的特点,被广泛地应用于各种旋转机械中。本文以某企业生产的椭圆型油膜轴承为原型,分别通过理论编程计算、流场分析软件模拟和实验研究三方面对椭圆轴承的流场特性进行研究。本文主要内容如下：(1)建立椭圆轴承的数学模型并进行编程求解。主要包括：根据N-S方程和连续方程推导出雷诺方程,通过对比得到合理的模型计算参数,针对椭圆轴承的结构特点得到承载力计算公式和计算收敛条件,并进行编程计算。(2)对椭圆轴承物理模型进行合理简化,使用大型流场分析软件FLUENT对油膜进行是否考虑气穴现象的模拟分析。结果表明,考虑气穴影响的模拟结果更合理。在考虑气穴影响的前提下模拟分析了不同轴颈转速和供油压力的流场特性,针对供油压力过低时上瓦正压区无法形成的情况,建立双进油口模型,并对新模型进行不同轴颈转速和供油压力的流场特性模拟研究。(3)使用我校自主研制的大型油膜轴承综合试验台对椭圆轴承流场特性进行实验研究,并将结果与理论计算和软件模拟结果进行对比,结果规律较为吻合。
【关键词】：椭圆轴承 流场特性 理论计算 软件模拟 实验研究
【学位授予单位】：太原科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH133.3
【目录】：

• 中文摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 课题研究背景及意义10-11
• 1.2 课题研究现状11-13
• 1.3 本文主要内容13-14
• 1.4 本章小结14-16
• 第二章 椭圆轴承流场理论计算16-36
• 2.1 椭圆轴承简介16
• 2.2 椭圆轴承润滑机理16-21
• 2.2.1 连续方程17-18
• 2.2.2 纳维-斯托克斯18-19
• 2.2.3 雷诺方程19-20
• 2.2.4 承载力计算20-21
• 2.3 无量纲化21-22
• 2.4 数值计算方法22-26
• 2.4.1 简介22-23
• 2.4.2 计算方法23-26
• 2.5 程序流程图26-28
• 2.6 数值计算结果28-33
• 2.6.1 不同轴颈转速的数值计算结果28-31
• 2.6.2 不同供油压力的数值计算结果31-33
• 2.7 本章小结33-36
• 第三章 数值模拟方法及模型36-42
• 3.1 有限体积法36-37
• 3.1.1 有限体积法基础知识36
• 3.1.2 有限体积法的计算步骤36-37
• 3.2 数学模型37-39
• 3.2.1 基本方程37-38
• 3.2.2 气液两相流控制方程38-39
• 3.2.3 计算网格确定39
• 3.3 计算步骤39-40
• 3.4 本章小结40-42
• 第四章 流场特性数值模拟结果及分析42-58
• 4.1 椭圆轴承模型建立42-45
• 4.1.1 建立椭圆轴承物理模型42
• 4.1.2 建立数值模拟模型42-45
• 4.2 气穴对椭圆轴承流场特性的影响45-48
• 4.2.1 不考虑气穴时椭圆轴承流场特性45-46
• 4.2.2 考虑气穴时椭圆轴承流场特性46
• 4.2.3 有无考虑气穴时椭圆轴承流场特性对比46-48
• 4.3 不同工况的流场特性48-52
• 4.3.1 轴颈转速对流场特性的影响48-50
• 4.3.2 供油压力对流场特性的影响50-52
• 4.4 供油口数量对流场特性的影响52-56
• 4.4.1 双供油口椭圆轴承模型的建立52-53
• 4.4.2 供油压力对双供油口模型流场特性的影响53-55
• 4.4.3 轴颈转速对双供油口模型流场特性的影响55-56
• 4.5 本章小结56-58
• 第五章 实验研究与结果分析58-68
• 5.1 引言58
• 5.2 大型油膜轴承综合试验台概述58-61
• 5.2.1 机械系统59
• 5.2.2 动压润滑系统59-60
• 5.2.3 稀油润滑系统60-61
• 5.2.4 控制系统61
• 5.2.5 数据采集系统61
• 5.3 实验原理及方案61-63
• 5.4 实验结果及对比分析63-65
• 5.4.1 实验步骤63
• 5.4.2 实验结果及对比63-65
• 5.5 本章小结65-68
• 第六章 结论与展望68-70
• 6.1 结论68-69
• 6.2 展望69-70
• 参考文献70-74
• 致谢74-76
• 硕士期间发表论文及其他科研成果76

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本文编号：662682