动静压气体止推轴承的承载特性研究

发布时间：2017-05-16 17:06

  本文关键词：动静压气体止推轴承的承载特性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：动静压混合轴承是在动压轴承和静压轴承基础上发展起来的一种新型轴承,它兼有动压轴承和静压轴承的优点,并在很大程度上克服了两者的缺点：在转子启动前,将压缩气体通过节流器导入轴承间隙,产生静压承载力；在转子启动后,利用高转速下的动压效应,形成动压承载力,两者共同为动静压轴承提供气膜力。为了研究动静压混合工况下的轴承承载特性,本文应用FLUENT软件建立螺旋槽动静压止推轴承的仿真模型,对其承载特性进行了研究。 首先分析动静压混合止推轴承与传统动压轴承及静压轴承在仿真边界条件的设定上的不同,通过多种方式的尝试及分析确定混合止推轴承边界条件的设定方式。接下来针对特定工作条件下混合轴承的承载能力与动压及静压轴承的承载能力进行对比,指出前者的承载能力要小于动压及静压轴承承载能力之和,分析了工作条件对混合轴承承载能力下降的影响,提出动静压混合轴承工作时,供气孔处会出现泄压现象的假设并加以验证。 本文接着对不同工作条件下混合轴承的承载能力进行相互对比,并在此基础上研究气膜厚度对其承载能力、轴承刚度及入口流量的影响,分析供气压力、转速及气膜厚度对动静压混合轴承承载特性的影响规律。同时,从分析承载特性曲线的过程中也再次验证供气孔处可能出现泄压现象的假设,在动静压止推轴承的应用时,应尽量避免轴承工作在泄压状况下,此时轴承的刚度较大,但承载能力较差,并不能达到较好的承载特性。 最后搭建动静压止推轴承实验台,通过实验方法来研究动静压轴承的承载能力受供求压力、转速及气膜厚度的影响规律,并将实验结果与仿真计算所得结果进行对比验证。以上研究成果提供了动静压止推轴承承载特性的变化曲线,为相同类型结构动静压止推轴承的选择和设计提供了一定的参考。
【关键词】：动静压气体止推轴承 仿真 泄压现象 承载特性
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH133.3
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 课题背景及意义9-10
• 1.2 气体润滑轴承的研究现状及分析10-14
• 1.2.1 气体润滑理论的提出10-11
• 1.2.2 气体轴承分类及工作原理11-12
• 1.2.3 气体轴承的发展应用及研究现状12-14
• 1.3 论文的主要工作14-15
• 第2章 动静压止推轴承数学模型的建立15-23
• 2.1 动静压止推轴承的物理模型15-17
• 2.2 动静压混合止推轴承数学模型17-20
• 2.2.1 纯动压气体轴承动力学方程17-19
• 2.2.2 纯静压气体轴承动力学方程19-20
• 2.2.3 动静压混合轴承承载20
• 2.3 分离模型法计算动静压混合轴承承载20-22
• 2.3.1 Part.Ⅰ部分的承载力21
• 2.3.2 Part.Ⅱ部分的承载力21-22
• 2.3.3 总承载力22
• 2.4 本章小结22-23
• 第3章 动静压止推轴承的建模及仿真23-39
• 3.1 仿真模型的基本模型23-24
• 3.2 固定气膜厚度下的承载能力数值仿真24-37
• 3.2.1 动静压止推轴承模型建立及网格划分24-26
• 3.2.2 边界条件设定分析26-32
• 3.2.3 承载性能分析32-37
• 3.3 本章小结37-39
• 第4章 动静压止推轴承的承载特性仿真39-54
• 4.1 建模网格划分及数值仿真39
• 4.2 动静压轴承承载能力39-44
• 4.2.1 固定供气压力时的承载变化40-43
• 4.2.2 固定转速时的承载变化43-44
• 4.3 轴承刚度44-49
• 4.3.1 固定供气压力时的刚度变化45-47
• 4.3.2 固定转速时的刚度变化47-49
• 4.4 入口流量49-53
• 4.4.1 固定供气压力时入口流量变化50-52
• 4.4.2 固定转速时入口流量变化52-53
• 4.5 本章小结53-54
• 第5章 动静压止推轴承的实验研究54-63
• 5.1 实验原理与实验设备54-58
• 5.2 实验方法58-59
• 5.3 实验结果及误差分析59-62
• 5.4 本章小结62-63
• 结论63-64
• 参考文献64-67
• 致谢67

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