【摘要】： 與金屬軸承相比,水潤滑軸承一般由非金屬材料制成,有較好的防振、耐泥沙、耐磨等特性,特別是能避免因密封泄露而污染江河湖海水環(huán)境的狀況,因而得到了廣泛的應用。在潤滑機理的研究上,由于水潤滑軸承具有縱向的溝槽,因而建立準確的潤滑模型存在很大的困難。此外,由于橡膠合金彈性模量較低,即使在輕載下,也會發(fā)生明顯的彈性變形,從而使得水潤滑橡膠合金軸承的潤滑機理更具有復雜性。本文針對水潤滑軸承的特點,結合現有對水潤滑軸承的潤滑機理研究的理論基礎及實踐經驗,建立水潤滑軸承的簡化潤滑模型,對其潤滑機理做了初步的探索研究。 本文研究來源于國家自然科學基金面上項目“大尺寸高比壓水潤滑軸承系統(tǒng)的創(chuàng)新設計理論與方法(項目編號50775230)。”主要從以下幾個方面對水潤滑橡膠合金軸承的潤滑機理進行了研究: 對彈性接觸問題進行了理論分析,從流體力學的連續(xù)性方程和Navier-Stokes方程出發(fā),推導了簡化條件下的雷諾方程,水潤滑橡膠合金軸承的彈性變形及水膜厚度方程,從理論上對水膜的形成機理及水潤滑軸承潤滑機理進行了分析。 利用FLUENT軟件對水潤滑橡膠合金軸承的潤滑模型進行數值模擬,計算了帶有溝槽的水潤滑軸承壓力分布及速度分布,并在此基礎上深入探討了橡膠的彈性變形,定性地分析了壓力對橡膠彈性變形的影響,從而完善了水潤滑橡膠合金軸承的彈性流體動壓潤滑理論。研究表明,在收斂楔形內,橡膠襯層各個工作面上的壓力較大,形成了相互獨立的壓力峰,這種壓力峰使得工作面中心區(qū)凹陷,有利于水囊的形成,從而大大促進流體潤滑膜的形成。 通過實驗測試不同轉速和載荷下水潤滑軸承的摩擦系數,根據摩擦系數繪出了不同載荷及轉速下的streibeck曲線,并與經典streibeck理論曲線進行對比,從而分析了水潤滑軸承在不同的條件下的潤滑狀態(tài)。通過分析發(fā)現,重載下(1000N)水潤滑橡膠合金軸承在低速(1000rpm)時工作于混合潤滑狀態(tài),高速(1000rpm)時工作于彈流潤滑狀態(tài),而載荷對潤滑狀態(tài)的改變影響較小。
【圖文】：

量方程向和沿 y 方向單位寬度的流量分別為xq 、yq ，利用式(2.2)和積分，則有： ++ == ++ == ∫∫2()122()1212301203hUUyhpqvdzhUUxhpqudzhyhxηη續(xù)方程體柱高為h，底為dxdy (如圖 2.2 所示)，流體以單位寬度流量入柱內。柱寬為dy ，流量為 qdyx，單位寬度流量沿x方向的變左面單位寬度上的流出量為： dxdyxqqxx() + ；沿 y 方向單位柱長為 dx ，，是容積流量為 qdxy，流出量為： dydxyqqyy() + 。柱頂各以1W 和2W 向上運動，則柱體容積的變化率為 (W W)12

其中m自于實驗結果，通過適當的實驗測量，這些常數也可以用于帶有溝槽的粗糙平的計算。Hirs 的總體流動模型包含了流體的慣性效應，作為環(huán)形密封及外部供壓軸承預測，該模型已被廣泛的接納。Ng，Pan，Elrod 模型及 Hirs 模型對高雷諾數湍流狀態(tài)的預測幾乎相同，但是過渡區(qū)域及過渡區(qū)域附近出現了差異。2.3 彈性變形方程的建立水潤滑橡膠合金軸承區(qū)別于一般金屬軸承的重要特征之一是橡膠合金即使在載下也可以產生較大的彈性變形。由于水潤滑軸承的長徑比一般都為 4，可以視無限長圓柱的接觸，實際潤滑區(qū)的寬度遠遠小于軸承的半徑，所以研究表面變時可把軸承潤滑區(qū)表面當作是半無限體的表面。這種變形在彈性力學當中屬于面應變問題。
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2009
【分類號】：TH133.3

【引證文獻】

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本文編號：2640068