滚动转子式压缩机曲轴/滚子接触应力分析及磨损寿命预测

发布时间：2021-10-17 07:44

　　滚动转子式压缩机转子轴承系统在运行过程中，经常会出现曲轴轴颈、偏心部的磨损问题，这与曲轴所受的载荷分布状态密切相关。因此，研究压缩机曲轴的动应力变化、分析其磨损状况、预测其测磨损寿命，对提高曲轴磨损性能具有非常重要的意义。本论文以滚动转子式压缩机转子系统为研究对象，通过测量曲轴磨损表面形貌特征，分析曲轴磨损表面的金相微观形貌特征，确定曲轴的磨损类型。在此基础上，基于接触理论，建立压缩机转子系统的接触应力学分析模型，重点分析曲轴偏心部—滚子接触对。通过改变轴承偏心部外圆与滚子内圆之间的直径间隙增量来模拟不同的磨损量。实验测量了下法兰试件不同工况下质量磨损量。在此基础上，拟合得到了线磨损率与表面压力的关系式。通过分析曲轴磨损机理，建立磨损寿命计算理论公式。对比分析了曲轴偏心部/滚子不同的接触间隙增量时曲轴的磨损寿命预测值。研究结果表明：压缩机曲轴主要的磨损类型为粘着磨损；磨损量增加，作用在曲轴偏心部外圆面上的应力也随之增大；曲轴相关节点应力的变化规律基本一致，呈现出周期性的变化；接触总应力和接触压力的变化也具有周期性；实验测得的下法兰磨损率公式适用于曲轴；随着磨损量的增加，作用在曲轴偏心部... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

滚动转子式压缩机的系统简图

磨损后的压缩机曲轴

样便形成了犁沟的微观切削作用。同时产生破坏，U 形沟槽，挤压较软材料的表面后产生刮伤、沟槽、擦痕。图2.3 磨粒磨损模型Rabinowicz 认为在磨粒磨损中[1]，由于金属表面发生加工硬化，使表面硬度增加，耐磨粒磨损性能越好。因此，提出了磨粒磨损的计算模型[1]：mNV kH （2-6）式中： V 为较软材料的磨损体积（m3）；mk 为较软材料的磨损系数； N 为法向

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于ANSYS的机械密封环摩擦磨损模拟[J]. 张晓东,龙静,郭志鸣.  机械设计与制造. 2008(02)
[2]销盘滑动磨损试验的仿真建模研究[J]. 冯伟,严新平,周新聪.  中国机械工程. 2005(23)
[3]打捆机驱动轮系统接触应力计算[J]. 王凤辉,万占鸿,高兴岐.  辽宁工程技术大学学报. 2005(03)
[4]磨粒磨损中微观接触过程的有限元分析[J]. 樊瑜瑾,杨晓京,李浙昆,刘剑雄.  机械工程学报. 2005(04)
[5]两体磨料磨损的三维动态模拟[J]. 吴国清,张晓峰,方亮,邢建东.  摩擦学学报. 2000(05)
[6]凸轮机构磨损数值仿真软件研制[J]. 江亲瑜,李宝良,孙晓云.  润滑与密封. 2000(04)
[7]世纪回顾与展望──摩擦学研究的发展趋势[J]. 温诗铸.  机械工程学报. 2000(06)
[8]磨损数值仿真模型中材料磨损率试验研究[J]. 江亲瑜,李宝良,孙晓云.  大连铁道学院学报. 2000(01)
[9]磨损问题的仿真求解研究[J]. 严立,徐久军,潘新祥.  摩擦学学报. 1999(01)
[10]线接触零件磨损过程的数值仿真及试验研究[J]. 江亲瑜,李曼林,董美云.  大连铁道学院学报. 1998(03)

博士论文
[1]线接触磨损数值仿真及应用研究[D]. 李宝良.大连交通大学 2010
[2]活塞环组三维润滑数值模拟及其应用研究[D]. 叶晓明.华中科技大学 2004

硕士论文
[1]基于ANSYS的齿轮接触应力与啮合刚度研究[D]. 乔福瑞.大连理工大学 2013
[2]驱动轮结构强度分析及疲劳寿命预测[D]. 李晓婷.大连理工大学 2013
[3]基于有限单元法的表面涂层微动疲劳接触应力分析[D]. 刘明星.合肥工业大学 2012
[4]滚动转子式压缩机径向滑动轴承三维润滑数值模拟及应用研究[D]. 张琨.华中科技大学 2012
[5]滚动转子式压缩机止推轴承摩擦磨损性能分析与实验研究[D]. 盛辉.华中科技大学 2011
[6]微动疲劳接触应力的有限元分析研究[D]. 欧红永.浙江工业大学 2009
[7]陶瓷耐磨硬涂层微动接触应力有限元分析[D]. 周政.山东大学 2006



本文编号：3441394