高温高速自润滑辅助陶瓷球轴承设计与分析

发布时间：2017-04-28 13:08

  本文关键词：高温高速自润滑辅助陶瓷球轴承设计与分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着科技的发展，航空新型发动机要满足长留空时间、高可靠性、过载耦合和冲击、断电冲击的要求，电磁轴承可基本满足要求，，但是在过载和断电的情况下，电磁轴承将失去其部分或全部承载性能，造成发动机停转，这对航天发动机来说是毁灭性的灾难，目前常用的解决方法是设计一对作为冷备份使用的辅助轴承。 论文首先根据辅助轴承的要求，考虑辅助轴承的关键技术，对辅助轴承的材料、润滑方式及结构形式进行了选择，然后通过将拟动力学分析和热分析相结合的方式对6206轴承的所有参数重新进行设计，分析了各参数变化对轴承运动和热的影响以及出现这种影响的原因，继而通过综合分析确定了辅助轴承内部结构参数，使重新设计的轴承在既定工况下能达到最佳的工作状态。在此基础上对轴承在过载和断电两种工况下各滚动体与内外圈的接触载荷、接触应力、旋滚比以及保持架打滑率进行了仿真分析，对轴承的寿命进行了预测。考虑到断电情况下会存在20kN的冲击，因此对各滚动体的质心运动、保持架兜孔与滚动体之间的冲击也进行了仿真分析，结果表明冲击对轴承造成的影响完全处于轴承所能承受的极限范围内。 针对高温、高速、自润滑的工作特点和结构要求，论文分析了可能用于高温润滑的自润滑材料，最终选定了二硫化钨，进而根据具体工况参数完成了二硫化钨薄膜摩擦学实验分析工作，结论表明二硫化钨在高温情况下的摩擦学性能抗氧化性能都要好于已得到广泛应用的自润滑材料，如二硫化钼、DLC等。为二硫化钨的研究提供了理论依据。
【关键词】：辅助轴承 拟动力学分析 热分析 陶瓷球轴承 二硫化钨 摩擦
【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】：2013
【分类号】：TH133.3
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-16
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义8-9
• 1.1.1 课题来源8
• 1.1.2 课题研究的目的和意义8-9
• 1.2 国内外研究现状及分析9-14
• 1.2.1 辅助轴承研究现状9-10
• 1.2.2 混合陶瓷球轴承研究现状10-11
• 1.2.3 轴承力学分析方法研究现状11-13
• 1.2.4 固体润滑材料研究现状13-14
• 1.3 本课题主要研究内容14-16
• 第2章 辅助轴承方案设计与分析16-37
• 2.1 辅助轴承类型及材料选择16-18
• 2.1.1 辅助轴承结构类型选择16-17
• 2.1.2 辅助轴承材料选择17-18
• 2.2 辅助轴承结构参数选择分析18-35
• 2.2.1 辅助轴承结构参数初值确定18-23
• 2.2.2 辅助轴承结构参数工况参数与力学性能关系分析23-29
• 2.2.3 辅助轴承结构参数工况参数与热性能关系分析29-35
• 2.2.4 辅助轴承结构参数确定35
• 2.3 本章小结35-37
• 第3章 辅助轴承工况适应性仿真分析37-47
• 3.1 辅助轴承工作游隙和内部滑动以及刚度寿命计算方法37-39
• 3.2 电磁轴承过载工况辅助轴承行为分析39-42
• 3.2.1 电磁轴承过载情况下辅助轴承的动态性能39-41
• 3.2.2 电磁轴承过载情况下辅助轴承的生热及温度场41-42
• 3.3 电磁轴承断电工况辅助轴承行为分析42-46
• 3.3.1 电磁轴承断电情况下辅助轴承的动态性能42-45
• 3.3.2 电磁轴承断电情况下辅助轴承的生热及温度场45-46
• 3.4 本章小结46-47
• 第4章 辅助轴承 WS_2固体自润滑膜实验分析47-61
• 4.1 WS_2性质及润滑原理47-48
• 4.2 WS_2薄膜的制备方法及薄膜质量的影响因素48-49
• 4.3 WS_2固体润滑膜实验49-59
• 4.3.1 试验材料及试样49-50
• 4.3.2 WS_2薄膜的制备50-52
• 4.3.3 WS_2薄膜的表面微观形貌及膜基结合力测试52-54
• 4.3.4 WS_2薄膜的摩擦学实验54-59
• 4.4 本章小结59-61
• 结论61-62
• 参考文献62-65
• 攻读学位期间发表的学术论文65-67
• 致谢67

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