高速轻载滚子轴承关键结构参数和工艺参数合理性验证

发布时间：2017-08-02 06:07

  本文关键词：高速轻载滚子轴承关键结构参数和工艺参数合理性验证

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【摘要】：随着航空事业的不断进步和发展,航空发动机所要面临的工作环境也愈加苛刻,对轴承内部摩擦副性能也提出了新的要求。在高速滚动轴承中,滚动体-滚道摩擦副和保持架-引导套圈摩擦副上的滑动、滚动、冲击、振动以及过度摩擦发热都将会引起润滑油的加速分解,并产生性能衰退,最终导致基础摩擦副接触表面失效。这些都将影响航空发动机的整体性能,加速轴承和航空发动机的失效,给国家和人民带来重大损失。本文以航空发动机性能优化提升为研究背景,对航空发动机主轴轴承性能和失效模式进行理论分析,得到轴承参数与摩擦副工况关系的定量分析结果。根据分析结果,进行试验设计,对摩擦副展开基础性能试验研究,为轴承基础摩擦副的精确化设计提供试验数据积累。本文主要开展了以下几方面的研究:(1)利用滚子轴承动力学模型和粘着理论,分析了轴承滚动体数目、游隙、引导间隙结构参数对轴承静、动态性能的影响,分析高速轻载滚子轴承内部关键摩擦副的相对运动形式。(2)通过动力学模型和赫兹接触应力计算方法,分析轴承参数与摩擦副工况的关系。得到轴承参数与摩擦副工况关系的定量分析结果。为基础摩擦副试验工况设计提供设计方法。(3)利用Labview编写状态监测程序。针对轴承滚动体-套圈摩擦副和保持架引导套圈摩擦副分别展开滑滚试验和冲击滑动试验研究。着重考察改性摩擦副随工况不同其表面温升性能及磨损形貌。
【关键词】：滚动体-套圈摩擦副 保持架-套圈摩擦副 表面改性技术 结构参数 状态监测 摩擦磨损
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V263
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-22
• 1.1 课题的来源及研究的目的和意义8-11
• 1.1.1 课题的来源8-9
• 1.1.2 课题研究的目的和意义9-11
• 1.2 国内外研究现状11-20
• 1.2.1 结构参数优化对轴承性能影响研究现状11-13
• 1.2.2 表面改性技术对轴承性能影响研究现状13-14
• 1.2.3 滑滚接触运动试验研究现状14-16
• 1.2.4 冲击滑动接触试验研究现状16-18
• 1.2.5 状态监测技术研究现状18-20
• 1.3 研究内容及实施方案20-22
• 第2章 高速轻载滚子轴承内部摩擦副接触状态分析22-41
• 2.1 引言22
• 2.2 高速轻载滚子轴承的动力学特性分析22-26
• 2.2.1 滚动体与套圈动力学模型22-24
• 2.2.2 保持架与套圈动力学模型24-26
• 2.3 轴承参数对轴承主承载区性能影响研究26-34
• 2.3.1 关键结构参数对轴承性能影响27-32
• 2.3.2 关键工艺参数对轴承性能影响32-34
• 2.4 轴承工况模拟试验研究34-39
• 2.4.1 摩擦副试验应力工况34-37
• 2.4.2 摩擦副试验转速工况37-39
• 2.5 本章小结39-41
• 第3章 基于Labview的摩擦副状态监测系统设计41-52
• 3.1 引言41
• 3.2 摩擦副试验状态监测参数选定41-43
• 3.3 摩擦副状态监测和诊断模块设计43-50
• 3.3.1 温度预警分析模块43-45
• 3.3.2 时域分析模块45-47
• 3.3.3 频域分析模块47-49
• 3.3.4 故障频率计算模块49-50
• 3.4 状态监测系统可行性验证50-51
• 3.5 本章小结51-52
• 第4章 滚动体-套圈摩擦副的滑滚接触试验研究52-67
• 4.1 引言52
• 4.2 试验机完善52
• 4.3 高速滑滚工况模拟试验方案52-54
• 4.4 摩擦副试验结果分析54-66
• 4.4.1 工况参数对摩擦副表面温升结果分析54-57
• 4.4.2 摩擦副改性前后试验结果对比分析57-64
• 4.4.3 改性摩擦副加速失效试验结果分析64-66
• 4.5 本章小结66-67
• 第5章 保持架-套圈摩擦副的冲击滑动试验研究67-76
• 5.1 引言67
• 5.2 冲击滑动工况模拟试验设计67-68
• 5.2.1 试验方案67
• 5.2.2 试验过程67-68
• 5.3 试验结果68-75
• 5.3.1 摩擦力分析68-72
• 5.3.2 试件磨痕形貌分析72-75
• 5.4 本章小结75-76
• 结论76-77
• 参考文献77-81
• 致谢81

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