【摘要】： 與金屬軸承相比,水潤(rùn)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(yīng)用。在潤(rùn)滑機(jī)理的研究上,由于水潤(rùn)滑軸承具有縱向的溝槽,因而建立準(zhǔn)確的潤(rùn)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(huì)發(fā)生明顯的彈性變形,從而使得水潤(rùn)滑橡膠合金軸承的潤(rùn)滑機(jī)理更具有復(fù)雜性。本文針對(duì)水潤(rùn)滑軸承的特點(diǎn),結(jié)合現(xiàn)有對(duì)水潤(rùn)滑軸承的潤(rùn)滑機(jī)理研究的理論基礎(chǔ)及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),建立水潤(rùn)滑軸承的簡(jiǎn)化潤(rùn)滑模型,對(duì)其潤(rùn)滑機(jī)理做了初步的探索研究。 本文研究來源于國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目“大尺寸高比壓水潤(rùn)滑軸承系統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)理論與方法(項(xiàng)目編號(hào)50775230)。”主要從以下幾個(gè)方面對(duì)水潤(rùn)滑橡膠合金軸承的潤(rùn)滑機(jī)理進(jìn)行了研究: 對(duì)彈性接觸問題進(jìn)行了理論分析,從流體力學(xué)的連續(xù)性方程和Navier-Stokes方程出發(fā),推導(dǎo)了簡(jiǎn)化條件下的雷諾方程,水潤(rùn)滑橡膠合金軸承的彈性變形及水膜厚度方程,從理論上對(duì)水膜的形成機(jī)理及水潤(rùn)滑軸承潤(rùn)滑機(jī)理進(jìn)行了分析。 利用FLUENT軟件對(duì)水潤(rùn)滑橡膠合金軸承的潤(rùn)滑模型進(jìn)行數(shù)值模擬,計(jì)算了帶有溝槽的水潤(rùn)滑軸承壓力分布及速度分布,并在此基礎(chǔ)上深入探討了橡膠的彈性變形,定性地分析了壓力對(duì)橡膠彈性變形的影響,從而完善了水潤(rùn)滑橡膠合金軸承的彈性流體動(dòng)壓潤(rùn)滑理論。研究表明,在收斂楔形內(nèi),橡膠襯層各個(gè)工作面上的壓力較大,形成了相互獨(dú)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(jìn)流體潤(rùn)滑膜的形成。 通過實(shí)驗(yàn)測(cè)試不同轉(zhuǎn)速和載荷下水潤(rùn)滑軸承的摩擦系數(shù),根據(jù)摩擦系數(shù)繪出了不同載荷及轉(zhuǎn)速下的streibeck曲線,并與經(jīng)典streibeck理論曲線進(jìn)行對(duì)比,從而分析了水潤(rùn)滑軸承在不同的條件下的潤(rùn)滑狀態(tài)。通過分析發(fā)現(xiàn),重載下(1000N)水潤(rùn)滑橡膠合金軸承在低速(1000rpm)時(shí)工作于混合潤(rùn)滑狀態(tài),高速(1000rpm)時(shí)工作于彈流潤(rùn)滑狀態(tài),而載荷對(duì)潤(rùn)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(nèi)。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(zhǎng)為 dx ，，是容積流量為 qdxy，流出量為： dydxyqqyy() + 。柱頂各以1W 和2W 向上運(yùn)動(dòng)，則柱體容積的變化率為 (W W)12

其中m自于實(shí)驗(yàn)結(jié)果，通過適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)測(cè)量，這些常數(shù)也可以用于帶有溝槽的粗糙平的計(jì)算。Hirs 的總體流動(dòng)模型包含了流體的慣性效應(yīng)，作為環(huán)形密封及外部供壓軸承預(yù)測(cè)，該模型已被廣泛的接納。Ng，Pan，Elrod 模型及 Hirs 模型對(duì)高雷諾數(shù)湍流狀態(tài)的預(yù)測(cè)幾乎相同，但是過渡區(qū)域及過渡區(qū)域附近出現(xiàn)了差異。2.3 彈性變形方程的建立水潤(rùn)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(chǎn)生較大的彈性變形。由于水潤(rùn)滑軸承的長(zhǎng)徑比一般都為 4，可以視無限長(zhǎng)圓柱的接觸，實(shí)際潤(rùn)滑區(qū)的寬度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于軸承的半徑，所以研究表面變時(shí)可把軸承潤(rùn)滑區(qū)表面當(dāng)作是半無限體的表面。這種變形在彈性力學(xué)當(dāng)中屬于面應(yīng)變問題。
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：TH133.3

【引證文獻(xiàn)】

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3 張佳佳;唇形油封散熱機(jī)理研究[D];重慶大學(xué);2011年

4 禹洪亮;船用泵水潤(rùn)滑軸承潤(rùn)滑性能試驗(yàn)研究[D];上海交通大學(xué);2012年

5 呂真;屏蔽電機(jī)主泵上徑向軸承特性研究[D];上海交通大學(xué);2012年

6 程用超;基于TFSI的水潤(rùn)滑尾軸承潤(rùn)滑性能研究[D];武漢理工大學(xué);2012年

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本文編號(hào)：2640068