低速机轴瓦疲劳试验系统设计研究
发布时间：2021-08-08 21:08
在大功率船用柴油机运行过程中,连杆大端轴瓦不仅要承受缸内燃烧压力,同时还承受各机构等效载荷的惯性力冲击。柴油机轴瓦的这种工作和受力特点,是导致轴瓦疲劳损坏和失效的主要原因。因此,设计开发一台能够较真实的模拟轴瓦在低速机各个工况下冲击载荷的疲劳试验系统,对于研究低速机轴瓦疲劳磨损的规律具有重要意义。本文依托于国家高技术船舶项目船用低速机工程（一期）研制任务,根据低速机轴瓦疲劳试验系统的具体设计要求和国内外轴瓦疲劳试验设备研究的现状,主要开展如下工作:1、分析世界上主要厂家轴瓦试验台的工作原理和某型低速机主要结构、性能等数据,设计了立式和卧式两套疲劳试验系统方案。综合对比分析了两套试验系统的结构、强度及装配工艺等影响因素,最终确定了立式疲劳试验系统为本次设计的最终方案。2、针对立式方案中的关键零部件,对其进行了强度校核与变形分析,并根据校核结果对箱体和连杆部件进行结构优化。根据试验系统关键零部件的强度校核与变形分析结果,得出了试验系统结构强度满足设计要求。3、设计一套电磁溢流阀和凸轮机构控制的比例溢流阀系统对液压缸内压力进行控制,液压控制系统控制缸内压力能够包络低速机缸内压力;搭建轴瓦疲劳...
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：105 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
试验原理图
疲劳试验机
第1章绪论52、“火神”（Vulcan）轴瓦疲劳试验台Glacier公司在1980年交付使用了“火神”轴瓦疲劳试验机。其工作原理如图1.3，试验轴2支撑在四对支撑轴瓦中，试验轴通过挠性连轴节与驱动电动机相连。试验轴瓦1安装在在连杆大头孔中，而连杆则被刚性地连接到双向加载活塞。在高压下通过电控的液压伺服阀4向油缸供油，以向试验轴瓦施加动载荷[15,16]。试验轴瓦尺寸为：内径49.25mm，长度22.25mm；有效活塞面积为12100mm2.因此，试验轴瓦的比载荷约为油缸压力的11倍，能够施加的最大轴瓦载荷为200MPa。轴瓦载荷由固定在连杆杆身的应变片5测量。载荷脉冲波的形状由一函数发生器控制。试验轴为光轴，用淬火钢制成，表面粗糙度要优于0.4um，转速为2800r/min。润滑油供油油温保持在90Co。试验方法同蓝宝石试验机，单每级载荷的增量为7MPa[17]。1.3.2国内研究现状相对于国外研究机构，我国在轴瓦疲劳寿命试验研究起步较晚、经验不足、大型试验平台开发技术较为落后。目前，国内的研究机构的研究重点和方向主要集中于大量获取轴瓦疲劳磨损性能试验数据的过程中。尤其在轴瓦合金材料与轴材材料匹配性能影响研究、配合界面油膜诸多影响因子研究和轴瓦材料疲劳失效性质研究等方面基础性理论研究与世界上许多发达国家存在比较大的差距。但是，随着我国科研人员不断引进、消化、吸收世界上各国家的先进设计理念和优化方法，我国科研人员也设计并制造出很多功能类似的轴瓦试验平台。在1961年，长春汽车研究所参考苏联汽车研究所的试验方案，设计制造了QY-I型、QY-II离心加载试验机[3]；在1975年，铁道部戚墅堰机车车辆工艺研究所与原上海汽车轴瓦厂协作采用与蓝宝石试验机相同的加载方案，研制了图1.3火神轴瓦疲劳试验台工作原理
【参考文献】：
期刊论文
[1]当代发展前景下内燃机结构设计优化改进设想[J]. 于彦良. 内燃机与配件. 2017(09)
[2]基于AMESim的先导式溢流阀性能研究[J]. 杜宏辰,孙江宏,黄小龙,张奇梁. 机床与液压. 2016(19)
[3]低摩擦高频响变间隙密封液压缸研究[J]. 湛从昌,邓江洪,陈奎生. 机械工程学报. 2015(24)
[4]基于AMESim的比例溢流阀加载系统建模与分析[J]. 董自安,崔儒飞,蒙杨超,肖泽桦. 机床与液压. 2015(04)
[5]基于AMESim的先导式溢流阀故障仿真分析[J]. 侯艳艳,曹克强,李小刚,李娜. 液压与气动. 2014(12)
[6]机床液压传动与控制[J]. 苗青. 科技传播. 2014(08)
[7]大缸径长行程液压缸试验台设计及工程实践[J]. 陈东宁,徐海涛,姚成玉. 机床与液压. 2014(03)
[8]比例溢流阀闭环模拟加载系统实验研究[J]. 贾永峰,谷立臣,郑德帅. 机械设计. 2013(12)
[9]基于AMESim的比例阀控液压缸系统的仿真与分析[J]. 陈曦,解宁,郭津津. 机床与液压. 2013(13)
[10]柴油机机体高强度螺栓预紧力的有限元计算方法[J]. 张小良,王根全,侯晔星,姚亮宇,王轲,王小慧. 车用发动机. 2012(05)
博士论文
[1]曲轴—轴承系统摩擦学、刚度和强度的耦合研究[D]. 孙军.合肥工业大学 2005
硕士论文
[1]计及曲轴轴向运动的曲轴轴承润滑分析[D]. 宋现浩.合肥工业大学 2016
[2]大型滑动轴承试验台系统设计与动力特性研究[D]. 骆劼行.华南理工大学 2016
[3]液体动压轴承及测试平台设计与研究[D]. 朱磊.扬州大学 2015
[4]滑动轴承疲劳试验机测控系统的研究[D]. 吴士鹏.合肥工业大学 2014
[5]大功率船用柴油机主轴承润滑性能分析及优化设计[D]. 胡志祥.武汉理工大学 2013
[6]工程机械液压缸有限元分析研究[D]. 李晓东.吉林大学 2012
[7]插装溢流阀动静态性能分析及结构优化[D]. 刘杰.天津理工大学 2012
[8]柴油机曲轴轴系强度和主轴承润滑仿真研究[D]. 王洪伟.大连海事大学 2008
[9]滑动轴承试验装置开发与油膜压力测量[D]. 刘浩.山东大学 2007
[10]内燃机曲轴轴承流体动力润滑研究[D]. 汪森.昆明理工大学 2006
本文编号：3330680
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：105 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
试验原理图
疲劳试验机
第1章绪论52、“火神”（Vulcan）轴瓦疲劳试验台Glacier公司在1980年交付使用了“火神”轴瓦疲劳试验机。其工作原理如图1.3，试验轴2支撑在四对支撑轴瓦中，试验轴通过挠性连轴节与驱动电动机相连。试验轴瓦1安装在在连杆大头孔中，而连杆则被刚性地连接到双向加载活塞。在高压下通过电控的液压伺服阀4向油缸供油，以向试验轴瓦施加动载荷[15,16]。试验轴瓦尺寸为：内径49.25mm，长度22.25mm；有效活塞面积为12100mm2.因此，试验轴瓦的比载荷约为油缸压力的11倍，能够施加的最大轴瓦载荷为200MPa。轴瓦载荷由固定在连杆杆身的应变片5测量。载荷脉冲波的形状由一函数发生器控制。试验轴为光轴，用淬火钢制成，表面粗糙度要优于0.4um，转速为2800r/min。润滑油供油油温保持在90Co。试验方法同蓝宝石试验机，单每级载荷的增量为7MPa[17]。1.3.2国内研究现状相对于国外研究机构，我国在轴瓦疲劳寿命试验研究起步较晚、经验不足、大型试验平台开发技术较为落后。目前，国内的研究机构的研究重点和方向主要集中于大量获取轴瓦疲劳磨损性能试验数据的过程中。尤其在轴瓦合金材料与轴材材料匹配性能影响研究、配合界面油膜诸多影响因子研究和轴瓦材料疲劳失效性质研究等方面基础性理论研究与世界上许多发达国家存在比较大的差距。但是，随着我国科研人员不断引进、消化、吸收世界上各国家的先进设计理念和优化方法，我国科研人员也设计并制造出很多功能类似的轴瓦试验平台。在1961年，长春汽车研究所参考苏联汽车研究所的试验方案，设计制造了QY-I型、QY-II离心加载试验机[3]；在1975年，铁道部戚墅堰机车车辆工艺研究所与原上海汽车轴瓦厂协作采用与蓝宝石试验机相同的加载方案，研制了图1.3火神轴瓦疲劳试验台工作原理
【参考文献】：
期刊论文
[1]当代发展前景下内燃机结构设计优化改进设想[J]. 于彦良. 内燃机与配件. 2017(09)
[2]基于AMESim的先导式溢流阀性能研究[J]. 杜宏辰,孙江宏,黄小龙,张奇梁. 机床与液压. 2016(19)
[3]低摩擦高频响变间隙密封液压缸研究[J]. 湛从昌,邓江洪,陈奎生. 机械工程学报. 2015(24)
[4]基于AMESim的比例溢流阀加载系统建模与分析[J]. 董自安,崔儒飞,蒙杨超,肖泽桦. 机床与液压. 2015(04)
[5]基于AMESim的先导式溢流阀故障仿真分析[J]. 侯艳艳,曹克强,李小刚,李娜. 液压与气动. 2014(12)
[6]机床液压传动与控制[J]. 苗青. 科技传播. 2014(08)
[7]大缸径长行程液压缸试验台设计及工程实践[J]. 陈东宁,徐海涛,姚成玉. 机床与液压. 2014(03)
[8]比例溢流阀闭环模拟加载系统实验研究[J]. 贾永峰,谷立臣,郑德帅. 机械设计. 2013(12)
[9]基于AMESim的比例阀控液压缸系统的仿真与分析[J]. 陈曦,解宁,郭津津. 机床与液压. 2013(13)
[10]柴油机机体高强度螺栓预紧力的有限元计算方法[J]. 张小良,王根全,侯晔星,姚亮宇,王轲,王小慧. 车用发动机. 2012(05)
博士论文
[1]曲轴—轴承系统摩擦学、刚度和强度的耦合研究[D]. 孙军.合肥工业大学 2005
硕士论文
[1]计及曲轴轴向运动的曲轴轴承润滑分析[D]. 宋现浩.合肥工业大学 2016
[2]大型滑动轴承试验台系统设计与动力特性研究[D]. 骆劼行.华南理工大学 2016
[3]液体动压轴承及测试平台设计与研究[D]. 朱磊.扬州大学 2015
[4]滑动轴承疲劳试验机测控系统的研究[D]. 吴士鹏.合肥工业大学 2014
[5]大功率船用柴油机主轴承润滑性能分析及优化设计[D]. 胡志祥.武汉理工大学 2013
[6]工程机械液压缸有限元分析研究[D]. 李晓东.吉林大学 2012
[7]插装溢流阀动静态性能分析及结构优化[D]. 刘杰.天津理工大学 2012
[8]柴油机曲轴轴系强度和主轴承润滑仿真研究[D]. 王洪伟.大连海事大学 2008
[9]滑动轴承试验装置开发与油膜压力测量[D]. 刘浩.山东大学 2007
[10]内燃机曲轴轴承流体动力润滑研究[D]. 汪森.昆明理工大学 2006
本文编号：3330680
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