推力轴承三维热弹流润滑性能及其振动噪声特性研究
[Abstract]:Thrust bearing is one of the core components of axial heavy load rotating machinery. Its working performance directly affects the stable operation and working efficiency of the unit. For special working conditions, thrust bearings are required not only to have good lubricating performance, but also to ensure that the vibration and noise level is within a reasonable range. In this paper, the representative vertical thrust bearing of hydrogenerator set and horizontal thrust bearing of marine propulsion shaft system are taken as the research object. Three dimensional thermo-elastohydrodynamic lubrication performance and oil film dynamic characteristics of thrust bearings with various structural types are established and the vibration transfer and noise radiation characteristics of marine thrust bearings are studied. This paper mainly includes the following four aspects: (1) taking thrust bearing system as the research object, the generalized Reynolds equation is established on the basis of considering the influence of hydrodynamic lubrication, thermal effect and thermoelastic deformation. The theoretical model of three-dimensional thermo-elastohydrodynamic lubrication performance of thrust bearings composed of oil film energy equation, oil film thickness equation, lubricant viscosity temperature equation, solid heat conduction equation and solid thermoelastic deformation equation, etc. The numerical calculation method of the theoretical model is introduced in detail. (2) based on the above theoretical model, a systematic theoretical study is carried out on the bidirectional thrust bearing of the three Gorges small pillar cluster double tile and pumped storage unit. The reliability of the theoretical model is verified by the test results obtained on the 3000 ton thrust bearing test-bed of Harbin large Electric Research Institute. (3) at the same time, the two-dimensional and three-dimensional thermo-elastohydrodynamic lubrication models are used to verify the reliability of the ship. The lubrication performance of thrust bearing was studied. The accuracy of the two-dimensional model is verified by comparison. On this basis, the first order Taylor series method is used to solve the two-dimensional Reynolds equation to obtain the axial dynamic coefficients of thrust bearing. (4) the finite element and boundary element calculation models of marine thrust bearing system are established. The effects of the key parameters such as the dynamic characteristics of the supporting structure and the damping ratio of the structure on the vibration and noise radiation characteristics of the marine thrust bearing are analyzed. As a whole, the lubrication performance of thrust bearing and marine thrust bearing of hydrogenerator set is studied in this paper by means of theoretical analysis and experimental research. At the same time, the vibration transfer and noise radiation characteristics of marine thrust bearings are evaluated by finite element method (FEM) and boundary element method (BEM).
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TH133.3
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