保護軸承是磁懸浮軸承系統(tǒng)的重要組成部分,在系統(tǒng)失效后可以對設(shè)備提供保護。傳統(tǒng)滾動軸承用作保護軸承時,在轉(zhuǎn)子跌落的巨大沖擊之下很容易損壞,而四點接觸球軸承具有極限轉(zhuǎn)速高、承載能力強的特點。因此,本文提出將四點接觸球軸承應(yīng)用到磁懸浮軸承系統(tǒng)的保護軸承中,并對其結(jié)構(gòu)及保護性能展開一系列研究。首先,對四點接觸球軸承進行設(shè)計。從軸承的內(nèi)部結(jié)構(gòu)出發(fā),建立了單個滾珠-溝道的受力模型以及軸承的摩擦力矩計算模型。通過分析各個結(jié)構(gòu)參數(shù)對于軸承內(nèi)部應(yīng)力應(yīng)變以及摩擦力矩的影響,得到了軸承內(nèi)部結(jié)構(gòu)參數(shù)的選取范圍。隨后在此基礎(chǔ)上對四點接觸球軸承進行了力學(xué)特性分析,并與角接觸球軸承進行對比,發(fā)現(xiàn)同樣的載荷下四點接觸球軸承內(nèi)部的最大應(yīng)力小于角接觸球軸承。其次,基于本文所用試驗臺建立了轉(zhuǎn)子跌落的動力學(xué)模型,仿真分析了跌落過程中的轉(zhuǎn)子軸心軌跡以及碰撞力變化,并將四點接觸球軸承與角接觸球軸承的保護效果進行了對比。結(jié)果表明:四點接觸球軸承內(nèi)部最大應(yīng)力相較于角接觸球軸承減小了10.8%。最后,搭建了磁懸浮轉(zhuǎn)子跌落試驗臺,進行了四點接觸球軸承與角接觸球軸承保護下的轉(zhuǎn)子跌落試驗。發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子跌落在四點接觸球軸承上時,碰撞更加明顯,彈跳... 

【文章來源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：93 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

主動磁懸浮軸承系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

基于四點接觸球軸承的保護軸承性能研究目前應(yīng)用最普遍的保護軸承以滾動軸承為主。在此基礎(chǔ)上，一些學(xué)者展開了新的嘗試，比如保護軸承的彈性阻尼器、雙層滾動軸承等。此外，國內(nèi)、外學(xué)者還提出了一些新型保護軸承的概念并進行了相關(guān)的研究。在磁懸浮軸承系統(tǒng)的設(shè)計中，保護軸承作為一個重要的預(yù)防和保障部件，對于提高系統(tǒng)的安全性和可靠性有著極其重要的作用。但是目前國內(nèi)、外對于磁懸浮軸承系統(tǒng)中保護軸承的研究還不夠充分，相關(guān)的設(shè)計還不夠完善，由于保護軸承失效引起的設(shè)備損壞和經(jīng)濟損失仍然時有發(fā)生。2007 年 8 月，在本課題組的一次試驗中，由于磁懸浮軸承系統(tǒng)的軸向過載，重達 9kg的轉(zhuǎn)子在高速運轉(zhuǎn)中突然失穩(wěn)，保護軸承沒有能夠起到保護作用。盡管研究人員及時停車，但是轉(zhuǎn)子跌落帶來巨大振動與沖擊仍然使得徑向磁懸浮軸承和轉(zhuǎn)子嚴(yán)重?zé)齻�。圖 1.2 所示為燒傷的保護軸承與轉(zhuǎn)子。

零間隙保護軸承結(jié)構(gòu)示意圖

【參考文獻】：
期刊論文
[1]高速角接觸球軸承擬靜力學(xué)求解的改進算法[J]. 高峰,賀平平,李艷,稅琳棋.  機械強度. 2018(03)
[2]一種改進的角接觸球軸承力學(xué)模型數(shù)值求解法[J]. 章強,秦海勤,徐可君.  燃氣輪機技術(shù). 2018(01)
[3]負(fù)游隙對四點接觸轉(zhuǎn)盤球軸承摩擦力矩影響研究[J]. 張占立,周鵬舉,左朋輝,李延峰.  機床與液壓. 2018(01)
[4]負(fù)游隙四點接觸球軸承的摩擦力矩計算[J]. 韓濤,孫立才,岳紀(jì)東,李澤強.  軸承. 2017(04)
[5]基于擬靜力學(xué)方法的HTR-10磁軸承氦風(fēng)機輔助軸承抗沖擊特性研究[J]. 楊雷,楊國軍,時振剛.  核動力工程. 2016(01)
[6]高速四點接觸球軸承力學(xué)模型的數(shù)值求解算法[J]. 路春雨,劉少軍,戴瑜.  華南理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2016(01)
[7]四點接觸球軸承接觸角對接觸應(yīng)力的影響初探[J]. 魏延剛,趙兵.  大連交通大學(xué)學(xué)報. 2015(04)
[8]自動消除主動磁懸浮軸承系統(tǒng)保護間隙機構(gòu)的運動學(xué)分析[J]. 俞成濤,徐龍祥,金超武.  航空學(xué)報. 2015(07)
[9]四點接觸球軸承軸向剛度的測量[J]. 高攀,張超英.  機械工程師. 2015(06)
[10]負(fù)游隙四點接觸球軸承的剛度計算[J]. 岳紀(jì)東,李文超,李建華,鄧四二,韓濤.  軸承. 2014(04)

博士論文
[1]主動磁懸浮軸承系統(tǒng)中自消除間隙保護軸承的研究[D]. 俞成濤.南京航空航天大學(xué) 2015

碩士論文
[1]磁懸浮轉(zhuǎn)子跌落在自消除間隙保護軸承上的動力學(xué)研究[D]. 夏咸喜.南京航空航天大學(xué) 2014
[2]轉(zhuǎn)子跌落在保護軸承上的動力學(xué)研究[D]. 蔣磊.南京航空航天大學(xué) 2011
[3]新型滾動軸承的力學(xué)性能研究[D]. 許磊.南京航空航天大學(xué) 2010
[4]磁氣混合軸承中彈性箔片徑向動壓氣體軸承的數(shù)值分析研究[D]. 趙寧.南京航空航天大學(xué) 2004



本文編號：3371757