新型保护轴承热分析研究

发布时间：2017-06-08 13:17

  本文关键词：新型保护轴承热分析研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：滚动轴承通常被应用于磁悬浮轴承系统作为机电故障的后备保护。普通保护轴承经常由于发热量过大引起轴承失效而无法实现其保护功能。本文针对一种可以自动消除滚动轴承外圈径向间隙的新型保护机构装置，通过建立新型保护轴承的热学模型，研究新型保护轴承的热学特性。主要研究内容包括：在刚性转子理论基础上，采用等效间隙圆的方法建立了带有滚动轴承的转子跌落到自动消除间隙保护机构上的动力学模型，获得转子跌落后轴承各部件的动力学响应；基于其动力学模型，分别使用热网络节点法和控制容积法对新型保护轴承的温度场进行瞬态分析计算，得到了不同转速下新型保护轴承的温度场分布，并对比分析了其与普通轴承在相同工况下的温升情况；搭建试验台，进行跌落温升试验，，对试验结果进行分析，并与理论结果进行对比，为改进新型保护轴承的设计提供参考。通过理论分析、参数计算和试验验证，研究结果表明：由于保护间隙的消除，减小了轴承与支座之间的碰撞，有效降低了各部分间的碰撞力，并消除了转子跌落后产生涡动的可能性；在相同工况下，自消除间隙保护轴承比普通保护轴承的温升要小40%到70%；在跌落试验中，试验结果可以与理论计算较好的吻合，本文对新型保护轴承承受转子跌落后的温升计算在实际应用中完全具有可行性与较高的可靠性。
【关键词】：磁悬浮轴承 保护轴承 转子跌落 发热
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH133.33
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 图表清单8-10
• 注释表10-12
• 第一章 绪论12-20
• 1.1 磁悬浮轴承系统介绍12-15
• 1.1.1 保护轴承介绍12-14
• 1.1.2 自消除间隙保护轴承介绍14-15
• 1.2 保护轴承研究现状15-18
• 1.2.1 滚动轴承的热分析15-16
• 1.2.2 转子跌落在保护轴承上的动力学分析16-17
• 1.2.3 转子跌落在保护轴承上的热分析17
• 1.2.4 转子跌落到保护轴承上的试验研究17-18
• 1.3 课题研究内容和方法18-20
• 1.3.1 研究内容18
• 1.3.2 研究方法18-19
• 1.3.3 章节安排19-20
• 第二章 轴承热分析基本理论20-28
• 2.1 传热学理论20-22
• 2.1.1 热传导20-21
• 2.1.2 热对流21-22
• 2.2 滚动轴承分析理论22-27
• 2.2.1 深沟球轴承载荷分布22-24
• 2.2.2 深沟球轴承运动学分析24-25
• 2.2.3 深沟球轴承摩擦力矩分析25-27
• 2.2.4 轴承的发热功率计算27
• 2.3 本章小结27-28
• 第三章 转子跌落在自消除间隙保护轴承动力学分析28-39
• 3.1 自消除间隙保护轴承跌落模型28-33
• 3.1.1 转子受力模型28-29
• 3.1.2 轴承受力模型29-32
• 3.1.3 支座碰撞模型32-33
• 3.2 动力学仿真结果分析33-38
• 3.3 本章小结38-39
• 第四章 新型保护轴承温度场分析39-53
• 4.1 轴承热源计算39-40
• 4.2 基于热网络法的轴承温升计算40-47
• 4.2.1 轴承热网络的建立41-45
• 4.2.2 热网络算例结果45-47
• 4.3 基于控制容积法的轴承温升计算47-52
• 4.3.1 控制方程离散化48-49
• 4.3.2 边界条件的确定49-50
• 4.3.3 控制容积算例结果50-52
• 4.4 与普通保护轴承温度场对比分析52
• 4.5 本章小结52-53
• 第五章 自消除间隙保护轴承热学特性试验研究53-61
• 5.1 试验原理方法53-54
• 5.2 试验装置54-55
• 5.3 跌落试验55-60
• 5.3.1 试验台的搭建与调试55-57
• 5.3.2 试验结果57-60
• 5.4 本章小结60-61
• 第六章 总结与展望61-63
• 6.1 全文总结61-62
• 6.2 展望62-63
• 参考文献63-66
• 致谢66-67
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文67

【参考文献】

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本文编号：432658