【摘要】：氣體箔片軸承是一種自作用式柔性表面動(dòng)壓軸承,可以利用周圍環(huán)境中的空氣(或者其他氣體)作為其潤滑劑。利用這種氣體箔片軸承,可以實(shí)現(xiàn)增壓器的“無油化”,消除潤滑油對(duì)工作轉(zhuǎn)速的限制,并徹底地解決漏油問題,同時(shí)在最大程度上降低裝置的質(zhì)量、體積和復(fù)雜程度,消除一切因潤滑系統(tǒng)而產(chǎn)生的損失。然而,國內(nèi)對(duì)于氣體箔片軸承的制作、性能測(cè)試研究較少,針對(duì)氣體箔片軸承的應(yīng)用研究更是鳳毛麟角。因此,本文嘗試把氣體箔片軸承應(yīng)用到渦輪增壓器當(dāng)中,探索建立無油透平機(jī)械的設(shè)計(jì)和性能測(cè)試方法。本文的主要研究工作和結(jié)果如下:在天雁某型增壓器的基礎(chǔ)上,用氣體箔片軸承替換原有的浮動(dòng)環(huán)軸承,對(duì)增壓器的轉(zhuǎn)子、軸承體和渦輪殼重新進(jìn)行了設(shè)計(jì)。對(duì)徑向氣體箔片軸承和推力氣體箔片軸承進(jìn)行了詳細(xì)的結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì),預(yù)測(cè)了徑向氣體箔片軸承和推力氣體箔片軸承的承載能力以及靜態(tài)、動(dòng)態(tài)特性,同時(shí)對(duì)整個(gè)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)性能做了初步計(jì)算。計(jì)算結(jié)果表明,箔片氣體軸承的承載能力足夠,設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)在正常工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)可以避開臨界轉(zhuǎn)速。在徑向氣體箔片軸承制作方法的基礎(chǔ)上,成功探索出了推力氣體箔片軸承的制作方法。制作了兩個(gè)徑向氣體箔片軸承和兩個(gè)推力氣體箔片軸承,并且在軸承頂箔表面鍍了一層固體潤滑劑。針對(duì)徑向氣體箔片軸承,搭建了起飛試驗(yàn)臺(tái)和靜態(tài)性能試驗(yàn)臺(tái)來測(cè)量其性能。針對(duì)推力氣體箔片軸承,搭建了靜態(tài)特性試驗(yàn)臺(tái)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,徑向氣體箔片軸承在加速和平穩(wěn)運(yùn)行時(shí)沒有出現(xiàn)大幅溫升,其起飛轉(zhuǎn)速約在11,000rpm,因此可以嘗試在增壓器實(shí)驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)一步驗(yàn)證其性能;推力氣體箔片軸承的箔片具有非線性剛度特性,并且具有一定的阻尼特性。搭建了無油渦輪增壓器試驗(yàn)臺(tái)。三次試運(yùn)行后徑向氣體箔片軸承全部損壞,推力氣體箔片軸承完好。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明:箔片溫度可以作為判斷箔片軸承是否正常工作的非常有效的指標(biāo);制作的推力氣體箔片軸承具有足夠的承載能力,足以承受增壓器開機(jī)、停機(jī)和穩(wěn)定工作時(shí)的軸向力。最后對(duì)造成軸承損壞的可能原因進(jìn)行了分析。
[Abstract]:Gas foil bearing is a kind of self-acting flexible surface dynamic bearing which can use air (or other gas) as lubricant. By using this gas foil bearing, the supercharger can be realized without oil, and the limitation of lubricating oil on working speed can be eliminated, and the problem of oil leakage can be solved thoroughly. At the same time, the quality, volume and complexity of the device can be reduced to the greatest extent. Eliminate any damage caused by the lubrication system. However, there are few researches on the performance test of gas foil bearings in China, and few researches on the application of gas foil bearings. Therefore, this paper attempts to apply the gas foil bearing to the turbocharger to explore the design and performance testing method of the oil-free turbine machinery. The main research work and results are as follows: on the basis of Tianyan turbocharger, the rotor, bearing body and turbine housing of the supercharger are redesigned by replacing the original floating ring bearing with the gas foil bearing. The structure parameters of radial gas foil bearing and thrust gas foil bearing are designed in detail. The bearing capacity and static and dynamic characteristics of radial gas foil bearing and thrust gas foil bearing are predicted. At the same time, the rotor dynamic performance of the whole rotor system is preliminarily calculated. The calculation results show that the bearing capacity of foil gas bearing is sufficient and the rotor system designed can avoid the critical speed in the range of normal working speed. Based on the manufacturing method of radial gas foil bearing, the manufacturing method of thrust gas foil bearing is explored successfully. Two radial gas foil bearings and two thrust gas foil bearings were fabricated, and a layer of solid lubricant was deposited on the top foil of the bearing. For radial gas foil bearing, a take-off test bench and a static performance test bench are built to measure its performance. For the thrust gas foil bearing, the static characteristic test bed is built. The experimental results show that the radial gas foil bearing has no significant temperature rise and its take-off speed is about 1100rpm when it is accelerating and running smoothly, so the performance can be further verified on the turbocharger test bench. The foil of thrust gas foil bearing has nonlinear stiffness characteristic and certain damping characteristic. An oil-free turbocharger test rig was built. The radial gas foil bearing is damaged and the thrust gas foil bearing is in good condition. The experimental results show that the chaff temperature can be used as a very effective index to judge whether the foil bearing is working properly, and the thrust gas foil bearing has sufficient bearing capacity to withstand the booster. The axial force during downtime and steady operation. Finally, the possible causes of bearing damage are analyzed.
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH133.3

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 劉亮洪;發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪增壓器過熱的原因[J];工程機(jī)械與維修;2000年08期

2 何太平;車用增壓柴油機(jī)渦輪增壓器使用、保養(yǎng)及維修問答(一)[J];內(nèi)燃機(jī);2000年03期

3 何太平;車用增壓柴油機(jī)渦輪增壓器使用、保養(yǎng)及維修問答(二)[J];內(nèi)燃機(jī);2000年04期

4 張德全;延長渦輪增壓器使用壽命的方法[J];工程機(jī)械與維修;2001年10期

5 陳智偉;渦輪增壓器漏油故障的排除[J];工程機(jī)械與維修;2001年12期

6 萬景瑞,李旭;渦輪增壓器的保養(yǎng)與維護(hù)[J];農(nóng)機(jī)使用與維修;2001年05期

7 王梁,馬洪儒;渦輪增壓器的使用與維修[J];現(xiàn)代化農(nóng)業(yè);2001年05期

8 ;如何延長柴油機(jī)渦輪增壓器的壽命[J];城市公共交通;2002年05期

9 Р.С.Дейч,王麗;現(xiàn)代渦輪增壓器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)[J];國外內(nèi)燃機(jī)車;2002年02期

10 Peter Mullins ,蘇明;渦輪增壓器供應(yīng)商滿足柴油機(jī)的要求[J];國外內(nèi)燃機(jī)車;2002年04期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 趙艷婷;殷勇;;柴油機(jī)渦輪增壓器模型的建立及應(yīng)用[A];2007年APC聯(lián)合學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2007年

2 王文保;;談?wù)劀u輪增壓器的正確使用與維護(hù)[A];走中國特色農(nóng)業(yè)機(jī)械化道路——中國農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)會(huì)2008年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（上冊(cè)）[C];2008年

3 閆武軍;;淺談柴油機(jī)渦輪增壓器的使用維護(hù)[A];機(jī)械疏浚專業(yè)委員會(huì)第十九次疏浚與吹填技術(shù)經(jīng)驗(yàn)交流會(huì)論文與技術(shù)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)文集[C];2006年

4 齊國立;;柴油機(jī)渦輪增壓器的使用與維護(hù)[A];設(shè)備管理與維修實(shí)踐和探索論文集[C];2005年

5 徐立漢;;渦輪增壓器的常見故障與排除方法[A];全面建設(shè)小康社會(huì)：中國科技工作者的歷史責(zé)任——中國科協(xié)2003年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（上）[C];2003年

6 楊帆;徐錦鋒;朱愛軍;高軍;;渦輪增壓器殼體用鑄造合金及生產(chǎn)工藝現(xiàn)狀[A];2011重慶市鑄造年會(huì)論文集[C];2011年

7 曹金宏;肖武;羅剛;;因渦輪增壓器失效導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)起火燃燒的質(zhì)量鑒定分析[A];湖北省內(nèi)燃機(jī)學(xué)會(huì)2009年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2009年

8 牟文凱;徐小力;吳國新;;機(jī)車渦輪增壓器狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷方法研究[A];第八屆全國設(shè)備與維修工程學(xué)術(shù)會(huì)議、第十三屆全國設(shè)備監(jiān)測(cè)與診斷學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2008年

9 馮凱;謝永強(qiáng);郭志陽;;空氣潤滑無油渦輪增壓器軸系設(shè)計(jì)及性能預(yù)測(cè)[A];第十一屆全國摩擦學(xué)大會(huì)論文集[C];2013年

10 郭龍立;;7-46渦輪增壓器維護(hù)與故障排除[A];合作 發(fā)展 創(chuàng)新——2008(太原)首屆中西部十二省市自治區(qū)有色金屬工業(yè)發(fā)展論壇論文集[C];2008年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 裘浙鋒;“露笑”打破船用渦輪增壓器國際壟斷[N];中國水運(yùn)報(bào);2007年

2 本報(bào)記者 王婷如;國內(nèi)企業(yè)突圍加速開發(fā)自主渦輪增壓器[N];中國工業(yè)報(bào);2008年

3 劉東陽邋鄧文 本報(bào)記者 李鳳發(fā);天雁公司：技改增強(qiáng)企業(yè)發(fā)展后勁[N];經(jīng)理日?qǐng)?bào);2008年

4 記者 岳琳;北京元業(yè)隆成功開發(fā)電控渦輪增壓器[N];中國汽車報(bào);2000年

5 洪金;ABB瞄準(zhǔn)中國創(chuàng)建節(jié)約型社會(huì)商機(jī)[N];中國企業(yè)報(bào);2005年

6 趙三明;霍尼韋爾蓋瑞特渦輪增壓器亮相內(nèi)燃機(jī)展[N];中國工業(yè)報(bào);2006年

7 河北省農(nóng)機(jī)修造服務(wù)總站 童紅欣;如何安裝渦輪增壓器[N];河北科技報(bào);2009年

8 王磊;日本開發(fā)出渦輪增壓器發(fā)電系統(tǒng)[N];中國船舶報(bào);2009年

9 記者 唐海強(qiáng);天雁公司 主打“低碳”牌[N];衡陽日?qǐng)?bào);2010年

10 記者 劉穎;曼世界級(jí)制造中心落戶常州[N];中國船舶報(bào);2011年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 應(yīng)廣馳;渦輪增壓器的基礎(chǔ)激勵(lì)辨識(shí)和轉(zhuǎn)子動(dòng)力[D];上海交通大學(xué);2008年

2 應(yīng)廣馳;渦輪增壓器的基礎(chǔ)激勵(lì)辨識(shí)和轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)研究[D];上海交通大學(xué);2008年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 胡瑋;增壓直噴汽油機(jī)氣系統(tǒng)特性和控制策略研究[D];上海交通大學(xué);2015年

2 張莉莉;可變截面渦輪增壓器與柴油機(jī)的匹配研究[D];西安工程大學(xué);2016年

3 盧隆輝;車用可變截面渦輪增壓器轉(zhuǎn)子逆向設(shè)計(jì)及流場(chǎng)CFD研究[D];福州大學(xué);2014年

4 和法貴;渦輪增壓器噪聲數(shù)值仿真及實(shí)驗(yàn)研究[D];山東大學(xué);2016年

5 李玲嬌;渦輪增壓器熱鑄成型關(guān)鍵技術(shù)研究[D];江南大學(xué);2016年

6 陳長友;汽油機(jī)與渦輪增壓器匹配及其增壓壓力控制研究[D];湖南大學(xué);2016年

7 王龍凱;渦輪增壓器轉(zhuǎn)子—浮環(huán)軸承系統(tǒng)不平衡振動(dòng)特性研究[D];湖南科技大學(xué);2016年

8 謝永強(qiáng);空氣動(dòng)壓潤滑無油渦輪增壓器的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究[D];湖南大學(xué);2015年

9 張捷;多載荷作用下渦輪增壓器渦輪的性能仿真研究[D];湖南大學(xué);2015年

10 涂正芳;基于沸騰傳熱影響的渦輪增壓器水冷軸承體冷卻性能研究[D];湖南大學(xué);2015年

，

本文編號(hào)：2269364