【摘要】：滑動(dòng)軸承系統(tǒng)是旋轉(zhuǎn)機(jī)械的核心部件之一,在機(jī)械傳動(dòng)過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用,隨著中國(guó)機(jī)械工業(yè)的高速發(fā)展,人們對(duì)軸承系統(tǒng)的性能要求標(biāo)準(zhǔn)也越來(lái)越高。對(duì)于高轉(zhuǎn)速滑動(dòng)軸承而言,其油膜溫度上升明顯,又因各點(diǎn)處油膜厚度、壓力和流量不同,易形成分布不均勻的溫度場(chǎng),而潤(rùn)滑油黏度受溫度影響較大,進(jìn)而會(huì)影響軸承靜、動(dòng)態(tài)特性及穩(wěn)定性;軸承中的氣穴效應(yīng)會(huì)對(duì)潤(rùn)滑油黏度和密度產(chǎn)生影響,進(jìn)而影響滑動(dòng)軸承的工作性能。因此對(duì)滑動(dòng)軸承進(jìn)行理論研究時(shí),為得到與實(shí)際工況更為相近的理論模型,在建立模型時(shí)應(yīng)計(jì)入熱效應(yīng)和氣穴效應(yīng)對(duì)軸承性能的影響。滑動(dòng)軸承設(shè)計(jì)過(guò)程中,常規(guī)的設(shè)計(jì)方法一般可以得到可行的設(shè)計(jì)方案,但卻無(wú)法保證軸承在滿足設(shè)計(jì)要求的前提下達(dá)到最優(yōu)的性能。為提高軸承的性能,有必要選取合適的優(yōu)化方法對(duì)動(dòng)靜壓軸承進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),尋求最佳的設(shè)計(jì)方案,以提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。本文選用滑動(dòng)軸承常用的32號(hào)汽輪機(jī)油進(jìn)行含氣率對(duì)潤(rùn)滑油黏度影響的試驗(yàn)研究,建立了氣油兩相流密度、黏度隨含氣率變化關(guān)系的數(shù)學(xué)模型。以動(dòng)靜壓滑動(dòng)軸承為研究對(duì)象,建立變黏度、變密度的Reynolds方程、能量方程以及黏溫模型,并設(shè)定相應(yīng)的壓力、溫度邊界條件。采用有限元法求解Reynolds方程、有限差分法求解能量方程。本文以軸承長(zhǎng)徑比、半徑間隙、軸承淺腔包角、淺腔深度結(jié)構(gòu)參數(shù)作為設(shè)計(jì)變量,以單位承載力下摩擦功耗最小和潤(rùn)滑油最大溫升值最小為目標(biāo)函數(shù)建立優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型,采用Kriging代理模型對(duì)不同含氣率下動(dòng)靜壓軸承進(jìn)行建模分析。使用多目標(biāo)遺傳算法尋找Kriging模型的Pareto最優(yōu)解集,得到優(yōu)化后軸承優(yōu)化設(shè)計(jì)變量的取值范圍,并根據(jù)設(shè)計(jì)要求使用綜合評(píng)價(jià)方法TOPSIS法得到最優(yōu)非劣解。優(yōu)化結(jié)果表明優(yōu)化后滑動(dòng)軸承在滿足承載力等設(shè)計(jì)要求的同時(shí),軸承摩擦功耗和溫升均有所降低,采用Kriging代理模型方法在滑動(dòng)軸承優(yōu)化設(shè)計(jì)方面有較高的應(yīng)用價(jià)值。
【圖文】：

率的方案如下：使用定容容器分別稱(chēng)量不含氣通過(guò)下式計(jì)算測(cè)得兩相流的含氣率 為：0 10 1 0 100 0m mV V m mmV m 量,kg；1m 為氣油兩相流質(zhì)量,kg；0V 為純油油體積,3m ； 為 30 ℃下潤(rùn)滑油密度,3kg/m 。的測(cè)量方法度的方法由很多，其中依據(jù)與潤(rùn)滑油相互接觸力來(lái)測(cè)定黏度是較為常見(jiàn)的一種測(cè)量方法，其主要測(cè)量?jī)x器為旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)[39]。XS-11 型旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)測(cè)量氣油兩相流的黏度值，。計(jì)算氣油兩相流的黏度值的公式如下所示：

氣體浮子流量計(jì)（小量程）氣體分流器 下輸液軟管圖 2.2 氣油兩相流試驗(yàn)裝置據(jù)的采集與分析油兩相流黏度-含氣率的數(shù)學(xué)模型，需采集不同通氣值和黏度值，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，擬合系的數(shù)學(xué)模型。流含氣率數(shù)據(jù)采集與分析度下，以一定的通氣流量將氮?dú)馔ㄈ霛?rùn)滑油中，當(dāng)后，氣油兩相流的含氣率保持不變。在此狀態(tài)下，誤差，對(duì)兩相流的含氣率數(shù)據(jù)反復(fù)采集 100 組，，Smirnov 檢驗(yàn)法（簡(jiǎn)稱(chēng)“單樣本 K-S 檢驗(yàn)法”）對(duì)數(shù)
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TH133.31

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本文編號(hào)：2600976