水润滑石墨推力轴承摩擦学性能研究

发布时间：2017-05-13 09:06

  本文关键词：水润滑石墨推力轴承摩擦学性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：核潜艇反应堆中的主泵机组由电动机和泵体组成，主泵采用的是立式高温高压屏蔽泵。由于主泵机组特殊的运行环境，要求机组中轴承的润滑介质为水，且轴承材料除了要具有普通轴承材料应具有的自润滑性好、耐腐蚀和抗氧化等特性外，还应具备耐高温、耐辐射等特殊性能。而由于水的粘度很低，以其作为润滑介质必然会增加建立流体动压润滑的难度，并影响轴承的使用寿命。因此，如何研制出适用于主泵特殊工况下的推力轴承，形成稳定的润滑水膜，并具有良好的摩擦学性能，是主泵机组的一项关键技术。由此可见，对于水润滑石墨推力轴承摩擦学性能的研究不仅具有很高的学术价值，而且还具有重要的现实意义。本论文得到佳木斯大学研究生创新科研基金项目和黑龙江省教育厅科学技术研究基金项目资助。本文主要对水润滑石墨推力轴承的摩擦学性能进行了研究，并通过摩擦磨损试验验证了理论分析结果。论文的主要工作包括以下几个方面： 1.利用特制的试验台对几种石墨材料进行筛选试验，确定适合主泵电机运行工况轴承材料为浸渍呋喃石墨，推力盘材料为不锈钢堆焊镍基硬质合金； 2.设计出适合于主泵机组运行工况的水润滑推力轴承结构。对低速及高速工况下的推力轴承性能进行分析计算。通过数学计算，分析润滑水膜的形成条件，并采用ANSYS有限元软件对分析结果进行验证； 3.揭示出水润滑石墨推力轴承的摩擦学机理，，对影响水润滑石墨推力轴承摩擦学性能的主要因素进行分析和研究，提出提高轴承摩擦学性能的方法； 4.利用特制的轴承试验台，模拟主泵机组实际运行工况，对水润滑推力轴承的摩擦磨损性能进行试验研究，并通过试验验证水润滑石墨推力轴承摩擦学性能影响因素的理论分析结果。
【关键词】：水润滑 推力轴承 石墨 润滑水膜 摩擦学性能
【学位授予单位】：佳木斯大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH133.3;TH117
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 绪论12-21
• 1.1 课题研究的目的与意义12-13
• 1.2 水润滑轴承的特点13-14
• 1.3 水润滑轴承的研究现状14-19
• 1.3.1 水润滑轴承润滑及摩擦学性能的研究现状14-16
• 1.3.2 水润滑轴承材料的研究现状16-19
• 1.4 水润滑轴承的发展趋势和研究方向19
• 1.5 本文的主要研究内容19-21
• 第2章 水润滑轴承材料的确定21-32
• 2.1 轴承摩擦副材料的选取依据21
• 2.2 常用的水润滑石墨轴承材料21-23
• 2.2.1 碳化硅21-22
• 2.2.2 硅化石墨22-23
• 2.2.3 浸渍石墨23
• 2.3 主泵电机轴承材料的筛选23-29
• 2.3.1 筛选试验第一阶段24-25
• 2.3.2 筛选试验第二阶段25-27
• 2.3.3 主泵电机轴承材料的确定27-29
• 2.4 石墨轴承材料的制备29-31
• 2.5 本章小结31-32
• 第3章 水润滑推力轴承的设计32-51
• 3.1 主泵机组整体结构及主要技术参数32-33
• 3.2 推力盘的设计33-34
• 3.3 水润滑推力轴承的结构设计与计算34-49
• 3.3.1 水润滑推力轴承的工作原理34-39
• 3.3.2 水润滑推力轴承的结构设计39-43
• 3.3.3 可倾瓦式水润滑推力轴承性能计算43-47
• 3.3.4 利用ANSYS 有限元软件对水润滑推力轴承的性能进行分析47-49
• 3.4 本章小结49-51
• 第4章 水润滑石墨推力轴承摩擦学性能研究51-62
• 4.1 水润滑推力轴承摩擦学机理的分析51-54
• 4.2 影响水润滑推力轴承摩擦学性能的因素分析54-57
• 4.2.1 润滑水膜厚度对轴承摩擦学性能的影响54
• 4.2.2 温升对轴承摩擦学性能的影响54-55
• 4.2.3 推力盘挠度对轴承摩擦学性能的影响55-56
• 4.2.4 轴承载荷与转速对轴承摩擦学性能的影响56
• 4.2.5 轴承材料性能对轴承摩擦学性能的影响56-57
• 4.3 提高水润滑石墨推力轴承摩擦学性能的方法57-61
• 4.4 本章小结61-62
• 第5章 水润滑石墨推力轴承摩擦学性能的试验研究62-71
• 5.1 试验目的及条件62-63
• 5.1.1 试验目的62
• 5.1.2 试验条件62-63
• 5.2 试验方法63-64
• 5.3 数据处理及误差分析64-65
• 5.4 技术保障措施65
• 5.5 试验结果和分析65-70
• 5.5.1 转速对轴承材料磨损的影响65-66
• 5.5.2 载荷对轴承材料磨损的影响66-68
• 5.5.3 表面形貌分析68-69
• 5.5.4 试验结论69-70
• 5.6 本章小结70-71
• 结论71-73
• 参考文献73-77
• 致谢77-78
• 在学研究成果78

【参考文献】

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本文编号：362097