涡轮增压器浮环轴承设计中的油膜特性及稳定性研究

发布时间：2017-05-15 17:11

  本文关键词：涡轮增压器浮环轴承设计中的油膜特性及稳定性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着科技的进步，涡轮增压技术已广泛应用于汽车、船舶、航空领域，作为涡轮增压器核心零件之一，浮环轴承因摩擦功耗低，精度高，寿命长，稳定性好等特点，在现今的各种精密仪器，高速，超高速旋转机械中具有良好的应用前景，而受到国内外学术界和企业界的高度重视。 鉴于目前国内关于涡轮增压器浮环轴承设计尚未形成指导性的设计规范，以及浮环轴承设计过程中的一些重要关键技术没有深入研究的报道，因此本文在研究浮环轴承设计流程的基础上，重点研究了浮环轴承的油膜压力，动态特性，以及轴承-转子系统的稳定性问题。 首先，概述了浮环轴承的设计流程，浮环轴承材料和润滑剂的选择原则以及校核原则等，以滑动轴承液体动力润滑理论为基础，给出了浮环轴承内外油膜Renoylds方程的假设条件及其推导过程； 其次，对浮环轴承的油膜特性进行了研究，推导了浮环轴承的动态特性系数，编制相应的有限元计算程序，计算了内外油膜在不同转速下的油膜压力，不同偏心率、不同转速下的浮环轴承内外油膜动特性参数，并绘制了相应的关系曲线图。 最后，对浮环轴承的稳定性进行了研究，首次推导出了浮环轴承在线性条件下的转子-浮环轴承-轴承系统的等效刚度，，等效阻尼表达式，应用Routh Hurwitz准则以及失稳角速度对浮环轴承的稳定性进行了分析； 本文的研究结果为涡轮增压器浮环轴承的设计提供了一定的理论依据和技术支撑，在江增机械有限公司产品设计过程中得到了良好的应用。
【关键词】：浮环轴承 稳定性 刚度 阻尼 油膜压力
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH133.3
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 1 绪论7-12
• 1.1 选题背景及研究意义7-8
• 1.2 国内外研究现状总结8-11
• 1.2.1 国外研究现状8-9
• 1.2.2 国内研究现状9-11
• 1.3 论文的主要研究内容及结构安排11
• 1.4 本章小结11-12
• 2 浮环轴承设计概述12-26
• 2.1 轴承设计流程12-13
• 2.2 浮环轴承的结构形式13-15
• 2.2.1 普通滑动轴承的结构形式13-14
• 2.2.2 浮环轴承的结构形式14-15
• 2.3 轴承材料15-18
• 2.3.1 常用轴承材料15-17
• 2.3.2 轴承材料的发展趋势17
• 2.3.3 轴承材料的选用原则及需要注意的情况17-18
• 2.4 润滑剂的选择18-19
• 2.4.1 润滑剂的选择原则18-19
• 2.4.2 润滑方式的选择19
• 2.5 浮环轴承的润滑理论19-24
• 2.5.1 浮环轴承润滑模型基本假设19-21
• 2.5.2 润滑模型的边界条件21-22
• 2.5.3 浮环轴承内外油膜的 Renoylds 方程推导22-24
• 2.6 本章小结24-26
• 3 浮环轴承油膜特性求解及计算结果与分析26-41
• 3.1 计入小扰动时内外动态雷诺方程27
• 3.2 各小扰动量下的雷诺方程27-28
• 3.3 各动态特性系数28-29
• 3.4 有限元分析及程序编制29-34
• 3.4.1 有限元素法分析29-31
• 3.4.2 有限元积分表达式31-33
• 3.4.3 有限元前处理33
• 3.4.4 有限元程序收敛准则33-34
• 3.5 浮环轴承油膜特性计算结果及分析34-39
• 3.5.1 浮环轴承内外油膜压力分布34-36
• 3.5.2 浮环轴承动特性参数36-39
• 3.6 本章小结39-41
• 4 浮环轴承的稳定性研究41-48
• 4.1 浮环轴承运动模型41-44
• 4.2 稳定性分析44-46
• 4.2.1 稳定性判据44-45
• 4.2.2 失稳角速度45-46
• 4.3 算例和比较46-47
• 4.3.1 刚度系数和阻尼系数46
• 4.3.2 等效刚度和等效阻尼46-47
• 4.4 本章小结47-48
• 5 结论与展望48-50
• 5.1 结论48
• 5.2 展望48-50
• 致谢50-51
• 参考文献51-54
• 附录54
• A.攻读硕士学位期间发表的论文目录54
• B. 攻读硕士学位期间参加的主要科研项目54
• C. 作者在校期间的主要获奖情况54

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