涡轮增压器浮环滑动轴承总体设计技术研究

发布时间：2017-05-20 13:11

  本文关键词：涡轮增压器浮环滑动轴承总体设计技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着工业的高速发展，科技的不断进步，涡轮增压器已在汽车、船舶、航空等领域中得到了广泛的应用。作为涡轮增压器转子系统关键零部件之一的滑动轴承进而也已成为提高增压器效率、减少燃油消耗、提高运行可靠性的一个非常重要的制约因素。针对当前高速、高温等复杂的运转状况和恶劣的运行环境，普通的滑动轴承与滚动轴承已不能很好的满足现代增压器转子高速运转的需要，取而代之的便是浮环滑动轴承。 鉴于浮环轴承的优点以及考虑到目前国内还没有形成涡轮增压器浮环轴承一定的设计规范，本文以某型号的增压器浮环滑动轴承为具体研究对象，开展了浮环轴承总体设计技术的研究，为浮环轴承的设计提供了一定的技术支撑。 首先，简述了国内外浮环轴承的研究与应用现状，针对浮环轴承的材料、润滑、结构参数设计进行研究。根据浮环轴承材料应满足的性能要求，提出了怎样合理的选用浮环轴承的材料；由润滑理论推导出浮环轴承润滑的基本方程，探讨润滑剂及润滑方式的选用，然后提出了具体的浮环轴承结构参数设计流程。 其次，，基于有限差分法对浮环滑动轴承的静态特性、动态特性以及稳定性进行了研究。静态特性求出最基本的油膜压力分布，分析了油膜压力随着偏心率，长径比的变化关系，并运用Dyrobes进行油膜压力的相关计算分析。动态特性通过讨论动载荷作用下浮环轴承油膜压力的组成，计算油膜刚度系数和阻尼系数，分析了油膜的稳定性并进行判定，且提出了针对涡轮增压器浮环滑动轴承提高稳定性的可行方法。 最后，对浮环滑动轴承的失效进行了分析，阐述了浮环滑动轴承失效的种类，以及从设计、制造、选材、使用等四个方面分析了轴承的失效，并且提出了浮环轴承的寿命预测方法， 论文初步完善了涡轮增压器浮环轴承的设计流程和规范，对浮环轴承的具体设计起到了一定的效果。
【关键词】：涡轮增压器 浮环轴承 轴承设计 失效分析 寿命预测
【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】：TH133.31
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 1 绪论9-19
• 1.1 论文选题背景及研究意义9-10
• 1.2 浮环滑动轴承的理论与应用10-14
• 1.2.1 滑动轴承概述与动压形成原理10-12
• 1.2.2 浮环滑动轴承原理及应用12-14
• 1.3 浮环轴承国内外研究现状及总结14-17
• 1.3.1 国外研究现状14-15
• 1.3.2 国内研究现状15-17
• 1.4 论文的研究内容及结构安排17-18
• 1.5 本章小结18-19
• 2 浮环滑动轴承材料和润滑及结构参数设计研究19-37
• 2.1 涡轮增压器浮环滑动轴承总体设计流程19-20
• 2.2 浮环轴承材料的分析与选用20-26
• 2.2.1 浮环轴承材料的性能要求21-22
• 2.2.2 浮环轴承材料的种类及发展22-25
• 2.2.3 浮环轴承材料选用的考虑因素25-26
• 2.3 浮环滑动轴承的润滑数学模型26-32
• 2.3.1 质点运动方程26-27
• 2.3.2 连续方程27-28
• 2.3.3 Navier-Stokes 方程28-29
• 2.3.4 普遍 Reynolds 方程29-31
• 2.3.5 润滑油及润滑方法选用31-32
• 2.4 浮环轴承结构主要参数确定32-35
• 2.4.1 浮环轴承内层轴承参数计算32-34
• 2.4.2 浮环轴承外层轴承参数计算34-35
• 2.5 本章小结35-37
• 3 基于有限差分法的浮环滑动轴承静态特性研究37-51
• 3.1 定常静态工况下浮环轴承流体润滑基本 Reynolds 方程37-40
• 3.1.1 浮环内外层油膜方程的建立37-38
• 3.1.2 Reynolds 方程无量纲化及边界条件确定38-40
• 3.2 有限差分法求解浮环轴承内外无量纲的油膜压力分布40-45
• 3.2.1 有限差分法分析的思路40-42
• 3.2.2 浮环轴承内外层油膜压力分布的数值模拟42-44
• 3.2.3 油膜承载能力及作用角44-45
• 3.3 偏心率与宽径比对压力的影响及有量纲油膜压力分析45-46
• 3.3.1 偏心率与宽径比对油膜压力的影响45-46
• 3.3.2 有量纲油膜压力分析46
• 3.4 基于 Dyrobes 的浮环轴承油膜压力计算分析46-49
• 3.5 本章小结49-51
• 4 基于有限差分法的浮环轴承动态特性及稳定性研究51-65
• 4.1 动态特性研究概述51
• 4.2 稳定动态工况下浮环轴承油膜压力组成分析51-55
• 4.3 浮环轴承油膜刚度与阻尼系数的计算55-60
• 4.3.1 油膜刚度的计算56-57
• 4.3.2 油膜阻尼的计算57-60
• 4.4 油膜稳定性分析研究60-63
• 4.4.1 油膜失稳现象60-61
• 4.4.2 油膜稳定性的判定61-63
• 4.5 本章小结63-65
• 5 浮环滑动轴承失效分析及寿命预测研究65-75
• 5.1 失效分析的基本概述65-67
• 5.2 浮环滑动轴承失效的影响因素67-69
• 5.2.1 轴承设计影响67-68
• 5.2.2 轴承选材影响68
• 5.2.3 轴承制造因素影响68
• 5.2.4 轴承使用方面影响68-69
• 5.3 浮环轴承的失效种类69-72
• 5.4 浮环轴承寿命预测研究72-74
• 5.5 本章小结74-75
• 6 结论与展望75-77
• 6.1 结论75
• 6.2 展望75-77
• 致谢77-79
• 参考文献79-83
• 附录83
• A. 攻读硕士期间发表的学术论文83
• B. 攻读硕士期间从事的科研工作83
• C. 作者在校期间的主要获奖情况83

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6 夏元清;由浮环密封损坏造成透平压缩机组剧烈振动诊断[J];设备管理与维修;1997年01期

7 陶浩,岑少起,杨金锋;浮环动静压轴承的稳定性研究[J];河南科学;2002年04期

8 张瑞乾，张锡圣;小孔环面浅腔节流浮环气体轴承的稳定性研究[J];Journal of Beijing Institute of Technology;1997年02期

9 梁伟杰;张幼明;;振动分析在滑动轴承故障诊断中的应用[J];科技资讯;2008年26期

10 占天鹏;合成气压缩机浮环密封漏油分析[J];大氮肥;2003年06期

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1 赵新军;何洪;;增压器浮环轴承转子系统稳定性的研究[A];第十七届全国大功率柴油机学术年会论文集[C];2011年

2 刘大全;肖忠会;张文;郑铁生;;滑动轴承非线性油膜力的一维直接解法[A];2003大型发电机组振动和转子动力学学术会议论文集[C];2003年

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4 万涛;安宁;王庆国;;发动机曲轴轴承损伤原因探析[A];第四届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集[C];2007年

5 杨炳训;黄贵根;申哲;周国民;梅尧德;;一种镶嵌自润轴承研究[A];摩擦学第四届全国学术交流会论文集（第三册）[C];1987年

6 陈闽杰;李秋秋;凌英;;油压曲线监测在滑动轴承磨损诊断中的应用[A];2011年全国青年摩擦学与表面工程学术会议论文集[C];2011年

7 朱均;;滑动轴承油膜非线性动力学分析[A];2003大型发电机组振动和转子动力学学术会议论文集[C];2003年

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  本文关键词：涡轮增压器浮环滑动轴承总体设计技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

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