润滑油物性对静压支承油膜性能影响研究

发布时间：2017-09-28 05:36

  本文关键词：润滑油物性对静压支承油膜性能影响研究

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【摘要】：静压支承系统已被广泛应用在机械设备制造、航空航天等工业领域中，多油垫静压支承是当今重型机床的重要工件之一。而静压支承油膜润滑性能好坏尤为重要，它将直接影响机床的加工效率和加工精度。间隙油膜是液压系统中传递能量和信号的润滑介质，不同的工作台运转工况以及环境因素会对油膜特性产生影响，选择最优润滑油具有重要意义。本文以多油垫静压支承为研究对象，，基于流体润滑技术，在不同润滑油粘度下对静压支承油膜特性进行研究。 基于液体静压润滑原理，推导出静压支承油膜的流速方程、流量方程、承载能力方程、油膜刚度方程、温升公式。同时根据计算流体力学对静压支承间隙流体数值模拟控制方程进行了推导。针对研究的多油垫静压支承，选择五种液压系统常用的润滑油，并对润滑油的粘温特性进行研究，分别建立五种润滑油的粘温数学模型。基于静压支承实际工程模型建立润滑油膜三维仿真模型，利用GAMBIT2.3.16进行网格划分和确定合理的边界条件。运用FLUENT6.3.26软件对其进行仿真模拟，探究五种润滑油的压力场、温度场和速度场的分布特性。探讨润滑油粘度对静压支承性能影响的规律。最后，为了验证间隙油膜流态仿真模拟的正确性，基于现有实验设备进行静压支承油膜稳态实验研究，并对仿真模拟值和实验结果进行对比分析。 通过本文关于润滑油粘度对静压支承油膜性能影响的综合分析，得出了五种常用润滑油的静压支承具体性能参数，研究成果为工程实际静压支承润滑油型号及粘度选择提供了有价值的理论依据。
【关键词】：静压支承 润滑油粘度 压力场 温度场 速度场
【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】：TG502.3
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 课题来源10
• 1.2 课题研究的背景与意义10-11
• 1.3 国内外研究现状11-15
• 1.3.1 静压支承研究11-13
• 1.3.2 静压支承油膜性能研究13-14
• 1.3.3 机械设备润滑介质研究14-15
• 1.4 主要研究内容15-16
• 1.5 研究期望达到目的16-17
• 第2章 静压支承润滑机理17-27
• 2.1 平行板间隙油膜流速方程17-18
• 2.2 流量方程18-20
• 2.3 油膜刚度20-21
• 2.4 承载力方程21
• 2.5 功率损失及温升方程21-24
• 2.6 数值模拟控制方程24-26
• 2.6.1 质量守恒方程24-25
• 2.6.2 动量守恒方程25
• 2.6.3 能量守恒方程25-26
• 2.7 本章小结26-27
• 第3章 静压支承润滑介质分析27-36
• 3.1 静压支承润滑介质27-30
• 3.1.1 液压系统对润滑介质的性能要求27-29
• 3.1.2 适用于静压支承的润滑介质特性29-30
• 3.2 静压支承润滑介质粘温模型30-33
• 3.2.1 润滑介质粘温方程30-31
• 3.2.2 润滑介质粘温曲线31-33
• 3.3 静压支承润滑材料的储运及更换33-35
• 3.4 本章小结35-36
• 第4章 静压支承油膜性能影响研究36-58
• 4.1 静压支承油膜计算模型36-38
• 4.2 网格划分及边界条件的设置38-41
• 4.2.1 假设条件38-39
• 4.2.2 网格划分39
• 4.2.3 Fluent 中边界条件设置39-41
• 4.3 不同润滑介质对压力场影响的数值模拟41-47
• 4.3.1 五种润滑介质对支承压力场的影响42-45
• 4.3.2 五种油膜压力场模拟结果分析45-47
• 4.4 不同润滑介质对温度场影响的数值模拟47-52
• 4.4.1 五种润滑介质对支承温度场的影响47-51
• 4.4.2 五种油膜温度场模拟结果分析51-52
• 4.5 不同润滑介质对速度场影响的数值模拟52-57
• 4.5.1 五种润滑介质对支承速度场的影响52-56
• 4.5.2 五种油膜对出口流速的影响56-57
• 4.6 本章小结57-58
• 第5章 静压支承油膜压力及温度实验研究58-64
• 5.1 静压支承油膜实验内容58
• 5.2 静压支承油膜实验设备58-59
• 5.3 静压支承油膜压力及温度的实验设计59-60
• 5.3.1 压力及温度传感器布置59-60
• 5.3.2 实验步骤60
• 5.4 实验结果分析60-63
• 5.4.1 静压支承油膜压力实验分析60-61
• 5.4.2 静压支承油膜温度实验分析61-63
• 5.5 本章小结63-64
• 结论64-65
• 参考文献65-69
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文69-70
• 致谢70-71
• 附录71-75

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本文编号：934086