限制间隙弹性流体动力润滑的特性研究

发布时间：2017-07-31 01:11

  本文关键词：限制间隙弹性流体动力润滑的特性研究

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【摘要】：弹性流体动压润滑是高应力点接触机械零件的重要润滑方式，如滚动轴承、齿轮、凸轮等。这些零件的使用寿命很大程度上取决于它们接触面间的润滑性能。为此，本文主要以高应力接触副为研究对象，从理论和实验两方面，研究了限制间隙条件下弹性流体动压润滑的特性。完成的工作包括： （1）设计了球轴承弹流润滑模拟系统。采用此系统，，研究了非均匀间隙条件下球轴承由低承载区进入高承载区的油膜形状、钢球的实际公转速度以及油膜厚度随旋转速度的变化规律。研究表明，当钢球由大间隙低载区进入小间隙高载区，接触区增加，膜厚降低，润滑状态由流体动压润滑变为弹性流体动压润滑。在高承载区，油膜厚度不受载荷的影响。在某一固定位置随着转速的增大，油膜厚度增大。 （2）机械系统中润滑表面的刚体空间位置会受到某种约束，如有预紧的滚动轴承中滚动体与内外圈之间的润滑表面，此时油膜在一个限制间隙中产生。作为初始研究，假定两固体表面的刚性相对位置不受油膜压力的影响，对等温线接触的弹流润滑问题进行了数值分析。研究了限制空间条件下速度、材料以及刚性位置参数对弹流油膜及压力的影响。结果表明，无量纲的油膜厚度及压力随速度参数以及材料参数的增加而增加，而刚性间隙增加时，膜厚减小，压力增加。依据膜厚随不同参数的变化规律，回归出膜厚-参数表达式。 （3）对限制间隙条件下点接触的弹流润滑特性进行了数值分析，揭示了速度、材料和刚性间隙H00对油膜厚度和承载力影响。根据计算结果，回归出新的承载力以及膜厚计算公式，公式预测结果和数值计算结果具有较好的吻合性。 （4）对限制间隙条件下的润滑油膜特性进行了实验观察,将结果与数值分析进行了对比，结果显示与理论分析定性吻合良好。
【关键词】：偏载 限制间隙 弹性流体动力润滑 点接触 数值分析
【学位授予单位】：青岛理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH117.2
【目录】：

• 目录6-9
• 摘要9-10
• Abstract10-12
• 物理量名称及符号表12-15
• 第1章 绪论15-33
• 1.1 引言15-16
• 1.2 等温弹流理论的国内外研究现状16-20
• 1.2.1 直接迭代法16-17
• 1.2.2 复合直接迭代法17-18
• 1.2.3 逆解法18
• 1.2.4 多重网格法18-19
• 1.2.5 弹流的膜厚公式19-20
• 1.3 油膜厚度的测量方法20-32
• 1.3.1 膜厚测量方法21
• 1.3.2 光干涉测量技术21-23
• 1.3.3 光干涉润滑薄膜测量仪的发展史23-27
• 1.3.4 弹流润滑的光干涉研究27-31
• 1.3.5 弹流中的限制间隙问题31-32
• 1.4 本文的主要研究内容及目的32-33
• 第2章 实验设备及实验技术33-49
• 2.1 总述33-34
• 2.2 实验设备34-45
• 2.2.1 玻璃盘回转系统34-35
• 2.2.2 加载系统及轴承座圈夹持单元35-37
• 2.2.3 运动控制系统37-38
• 2.2.4 光源系统38-39
• 2.2.5 图像采集系统39-43
• 2.2.6 图像处理软件43-45
• 2.3 实验条件45
• 2.4 系统的标定和校验45-46
• 2.5 实验步骤46
• 2.6 系统的初步测量及结果讨论46-48
• 2.7 本章小结48-49
• 第3章 球轴承弹流润滑模拟系统49-55
• 3.1 总述49-50
• 3.2 实验部分50
• 3.3 结果与讨论50-54
• 3.4 结论54
• 3.5 本章小结54-55
• 第4章 限制空间弹流润滑实验研究55-64
• 4.1 总述55
• 4.2 实验装置55-58
• 4.2.1 玻璃盘回转单元及加载单元56-57
• 4.2.2 图像采集系统57-58
• 4.3 实验条件58
• 4.4 实验方法58-59
• 4.5 实验结果与分析59-63
• 4.5.1 限制间隙条件下速度对弹流油膜的影响59-60
• 4.5.2 固定载荷条件下速度对弹流油膜的影响60-62
• 4.5.3 结果与讨论62-63
• 4.6 结论63
• 4.7 本章小结63-64
• 第5章 限制空间 EHL 的数值模拟—线接触问题64-79
• 5.1 总述64
• 5.2 数学模型64-65
• 5.3 基本方程65-66
• 5.4 接触参数66-67
• 5.5 基本方程的无量纲形式67-68
• 5.6 基本方程的离散68-69
• 5.7 数值求解69
• 5.8 初始输入参数69
• 5.9 数值分析结果69-77
• 5.9.1 速度参数对弹流润滑油膜的影响69-72
• 5.9.2 材料参数对弹流润滑油膜的影响72-74
• 5.9.3 限制间隙对弹流润滑油膜的影响74-76
• 5.9.4 限制空间中的弹性流体动压润滑膜厚公式76-77
• 5.10 结论77
• 5.11 本章小结77-79
• 第6章 限制空间 EHL 的数值模拟—点接触问题79-99
• 6.1 总述79
• 6.2 基本方程79-80
• 6.3 接触参数80
• 6.4 基本方程的无量纲形式80-82
• 6.5 数值求解82
• 6.6 初始输入参数82
• 6.7 数值分析结果82-95
• 6.7.1 速度参数对弹流润滑油膜的影响82-85
• 6.7.2 材料参数对弹流润滑油膜的影响85-88
• 6.7.3 限制间隙对弹流润滑油膜的影响88-92
• 6.7.4 限制间隙中的弹性流体动压润滑承载力及膜厚公式92-95
• 6.8 结果与讨论95-97
• 6.9 结论97
• 6.10 本章小结97-99
• 结论99-101
• 参考文献101-107
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研工作107-109
• 致谢109

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

1 赵宏伟,王振华,陈步权;多列滚动轴承的偏载及机构分析[J];宝钢技术;2001年03期

2 张文法,韩新跃,温诗铸;润滑脂弹性流体动力润滑膜特性的试验研究[J];机械设计与研究;1989年01期

3 张杰;韩传军;尹文锋;;基于ADINA的空心圆柱滚子轴承偏载承重分析[J];CAD/CAM与制造业信息化;2012年Z1期

4 侯克平,温诗铸;重载条件下线接触弹流问题的数值分析[J];清华大学学报(自然科学版);1985年03期

5 黄平,温诗铸;多重网格法求解线接触弹流问题[J];清华大学学报(自然科学版);1992年05期

6 温诗铸,朱东;等温弹流润滑问题的直接迭代解[J];润滑与密封;1985年04期

7 崔金磊;杨沛然;;两波动表面间的椭圆接触热弹流润滑数值分析[J];润滑与密封;2010年12期

本文编号：596818