水润滑轴承压力分布测量试验研究

发布时间：2017-04-25 08:01

  本文关键词：水润滑轴承压力分布测量试验研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：水膜压力分布状况决定着水润滑轴承的使用性能和承载能力,是轴承设计须考虑的重要内容之一。在研究水润滑轴承水膜压力时,须建立相应的测试试验装置,以验证理论计算的精度与可靠性。目前,很多学者也做过相关的测试研究,但一般都将压力表或压力传感器安装在轴承壳体的外部来测量水膜压力。这种方法虽然比较简单方便,但由于安装空间有限,布置测点数量不能太多,因此只能测得有限点处的水膜压力,测不到轴承周向水膜压力的连续分布状况,导致测量的准确性受到影响。为了解决这一问题,须开展动态、连续测试水润滑轴承的瞬时压力分布状况的研究,从而得到水膜压力的全息分布,这对于理论研究具有一定价值的参考和依据,对完善水润滑滑动轴承理论研究提供试验支撑。 论文的主要研究工作和结论： (1)以流体动压润滑理论为基础,以水润滑轴承为研究对象,通过查阅文献,参考和借鉴前人们对油膜压力和水膜压力测量的基础上,结合试验室现有条件,提出了一种水润滑轴承水膜压力的测试方法,即在转轴上和轴肩上钻削相互贯通的轴向和径向导流孔,压力水通过导流孔流至装在轴肩处的压力传感器,从而进行压力测试,并在此基础上,对原水润滑轴承试验台的主体机械结构、加载系统、润滑系统、控制系统等进行了相应改造。同时,根据提出的压力测量方案对测试系统进行了研究,其中包括压力传感器选型和安装位置方案、信号引出方案、信号采集系统和数据处理分析软件等,使之满足水润滑轴承水膜压力测试要求。 (2)应用有限差分法和Matlab编程,对二维雷诺方程进行分析求解,得到水润滑轴承水膜压力分布曲线,并在此基础上,将Matlab计算得到的偏心率、最小水膜厚度作为Fluent软件中的初始条件,对水膜压力分布状况进行仿真计算。有限差分法和Fluent软件计算得到的结果相对误差在10%以内,这表明这两种理论计算模型可信,具有一定的实用性。 (3)在整个试验装置安装和调试完成后,在不同转速、载荷的工况下对轴承的水膜压力进行了测量试验,得到了水膜压力随转速、载荷的变化规律,较好地验证了理论计算结果(两者误差在7～18%范围内),这对于提高水膜压力的理论计算精度有重要的作用。
【关键词】：水润滑轴承 水膜压力测试 传感器 理论计算
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH133.3;TP274
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-18
• 1.1 课题的背景及研究意义9-10
• 1.2 国内外滑动轴承试验台的研究概况10-17
• 1.2.1 水润滑轴承理论研究现状10-11
• 1.2.2 滑动轴承试验台研究现状11-15
• 1.2.3 传感测试系统研究现状15-16
• 1.2.4 研究存在的不足16-17
• 1.3 研究内容17-18
• 第2章 水膜压力分布理论分析18-45
• 2.1 水润滑轴承的工作原理18-22
• 2.1.1 流体动压润滑承载机理18-19
• 2.1.2 水润滑轴承动压形成基本原理19-20
• 2.1.3 液体动压润滑的基本方程20-22
• 2.2 基于有限差分法的水膜力场分析22-35
• 2.2.1 差分法求解Reynolds方程的原理22-23
• 2.2.2 雷诺方程量纲一的量化23-24
• 2.2.3 求解区域和偏微分方程的离散化24-26
• 2.2.4 逐点超松弛迭代法26-27
• 2.2.5 边界条件的引入27-28
• 2.2.6 求解Reynolds方程的程序设计28-30
• 2.2.7 Matlab计算结果分析30-35
• 2.3 基于Fluent的水膜压力仿真计算35-40
• 2.3.1 水膜模型建立和网格划分36-37
• 2.3.2 水膜计算条件的设置37-38
• 2.3.3 仿真结果分析38-40
• 2.4 有限元法与有限差分法计算结果的比较40-43
• 2.5 小结43-45
• 第3章 水润滑轴承试验台改进设计45-69
• 3.1 试验台总体方案设计45-48
• 3.1.1 机械系统原理45-46
• 3.1.2 润滑系统46
• 3.1.3 加载系统46-47
• 3.1.4 测试系统原理47-48
• 3.2 机械系统零部件设计改造48-53
• 3.2.1 驱动系统概述48
• 3.2.2 轴承的选取48-50
• 3.2.3 试验主轴的设计50-51
• 3.2.4 密封装置的设计51-53
• 3.3 测试系统零部件选型与设计53-67
• 3.3.1 压力传感器的选型和安装53-63
• 3.3.2 集流器的选型与安装63-65
• 3.3.3 数据采集卡的选用65-67
• 3.4 小结67-69
• 第4章 水润滑轴承水膜压力测量分析69-80
• 4.1 水膜压力周向分布规律70-72
• 4.2 水膜压力分布随转速的变化72-75
• 4.3 水膜压力随载荷的变化75-79
• 4.4 小结79-80
• 第5章 结论和展望80-82
• 5.1 结论80-81
• 5.2 展望81-82
• 致谢82-83
• 参考文献83-87
• 攻读硕士学位期间参加的科研项目87

【参考文献】

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1 何晓岚;郑维智;何田;;基于虚拟仪器的一种数据采集方法的研究[J];北京工商大学学报(自然科学版);2008年02期

2 谭定忠,雷红旗,王殿君,姜正武;一种旋转构件扭矩信号测试系统[J];传感器技术;2002年04期

3 张东青;王烨;;压力传感器动态测量方法的研究[J];传感器与微系统;2007年06期

4 武丽英;;滑动轴承试验台计算机测试系统的研究[J];电脑知识与技术;2008年16期

5 张霞;王新荣;牛国玲;张连军;;水润滑轴承的研究现状与发展趋势[J];装备制造技术;2008年01期

6 刘思仁;戴惠良;;滑动轴承润滑机理及速度系数分析[J];化工机械;2011年02期

7 唐群国;刘丽萍;金文浩;;新型水润滑动静压径向滑动轴承综合性能试验台的研制[J];机床与液压;2010年13期

8 戴惠良;刘思仁;张亮;;滑动轴承油膜压力的新算法[J];机床与液压;2011年11期

9 陈文战;;ACM高分子材料水润滑推力轴承性能试验研究[J];中国舰船研究;2012年03期

10 卢其炎;周海峰;;一种新型滑动轴承实验台的设计[J];机电技术;2008年03期

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本文编号：325912