本文關鍵詞：熱電監(jiān)測柴油機主軸承磨損狀態(tài)的計算與試驗

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【摘要】：曲軸和主軸承是柴油機的主要摩擦副和關鍵零部件，主軸承的不均勻過度磨損使得軸承與軸頸間的間隙增大，軸頸對主軸承的沖擊力亦增大，直接影響柴油機的總體性能。傳統(tǒng)的監(jiān)測方法都不能及時準確地判斷主軸承磨損狀態(tài)。熱電監(jiān)測法能夠實現(xiàn)柴油機主軸承磨損的在線監(jiān)測。因此，開展熱電在線監(jiān)測柴油機主軸承磨損方法研究，對避免因主軸承過度磨損造成的柴油機重大故障，提升其可靠性有十分重要的工程實用價值。研究取得了如下主要結論： 在分析熱電監(jiān)測柴油機主軸承磨損機理的基礎上，用有限元法與多體動力學相結合的計算方法，建立了曲軸有限元模型，對模型進行網格劃分、模態(tài)縮減，建立了柴油機多體動力學模型，進行了柴油機主軸承的潤滑計算分析，研究了柴油機不同工況下主軸承載荷、瞬時摩擦功耗和軸心軌跡變化情況。結果表明，，柴油機不同工況和軸承間隙等因素對主軸承潤滑狀態(tài)的影響明顯，得出了柴油機主軸承磨損量、瞬時摩擦功耗與熱電勢間的變化規(guī)律，為實現(xiàn)熱電法在線監(jiān)測柴油機主軸承磨損提供了理論基礎。 完成了柴油機曲軸自由模態(tài)和主軸承磨損試驗。通過將曲軸自由模態(tài)試驗測得模態(tài)頻率與有限元模型設置RBE2前后計算模態(tài)頻率對比，得出了模態(tài)縮減后曲軸有限元模型與原始模型具有相同動態(tài)特性的結論。測量了柴油機不同工況主軸承不同磨損狀態(tài)的軸心軌跡和熱電信號，試驗結果與理論計算主軸承軸心軌跡變化趨勢基本吻合，柴油機不同工況主軸承摩擦功耗變化規(guī)律與熱電信號變化規(guī)律一致。在一定主軸承磨損范圍內，隨柴油機轉速增加，測量的熱電信號幅值減�。坏S柴油機負荷和主軸承磨損量的增大，其熱電信號幅值增大，當主軸承達嚴重磨損狀態(tài)，熱電信號急劇增大。熱電信號的幅值與軸承瞬時摩擦功耗和磨損程度緊密相關，摩擦功耗、熱電信號與主軸承磨損間存在對應關系，證實了熱電信號對柴油機主軸承磨損的可監(jiān)測診性；同時根據發(fā)火次序可判斷主軸承磨損故障的檔次位置，證實熱電信號對主軸承磨損狀態(tài)具有可定位性。
【關鍵詞】：熱電監(jiān)測法 柴油機主軸承 磨損狀態(tài) 計算與試驗
【學位授予單位】：武漢理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：U664.121
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 研究目的與意義9
• 1.2 國內外柴油機主軸承磨損研究現(xiàn)狀9-13
• 1.2.1 柴油機主軸承磨損監(jiān)測方法9-12
• 1.2.2 柴油機主軸承潤滑計算12-13
• 1.3 本文研究主要內容及技術路線13-15
• 1.3.1 論文研究目的13-14
• 1.3.2 論文研究內容14
• 1.3.3 論文技術路線14-15
• 第2章 柴油機主軸承磨損熱電監(jiān)測機理15-21
• 2.1 熱電勢的產生15-18
• 2.1.1 熱-電效應15-16
• 2.1.2 熱電勢的構成16-18
• 2.2 基于熱-電技術監(jiān)測主軸承磨損機理18-20
• 2.3 本章小結20-21
• 第3章 柴油機曲軸動力學與潤滑計算分析21-54
• 3.1 多體系統(tǒng)動力學原理21-27
• 3.1.1 多體動力學21-22
• 3.1.2 模態(tài)縮減基本原理22-24
• 3.1.3 曲軸軸系多彈性體系統(tǒng)動力學24-27
• 3.2 柴油機主軸承摩擦功耗的計算模型27-28
• 3.3 柴油機曲軸軸系有限元建模28-36
• 3.3.1 有限元預處理28-29
• 3.3.2 有限元模型的建立29-31
• 3.3.3 縮減有限元模型31-32
• 3.3.4 曲軸模態(tài)試驗驗證32-36
• 3.4 多體動力學模型的建立36-43
• 3.4.1 軸系全局參數(shù)及外載荷施加36-37
• 3.4.2 體單元及連接體單元定義37-41
• 3.4.3 多體動力學模型41-43
• 3.5 柴油機主軸承潤滑分析43-52
• 3.5.1 主軸承受力分析43-47
• 3.5.2 瞬時摩擦功耗分析47-51
• 3.5.3 柴油機軸心軌跡分析51-52
• 3.6 本章總結52-54
• 第4章 柴油機主軸承磨損模擬試驗54-75
• 4.1 測試系統(tǒng)總體方案54-55
• 4.2 測量傳感器55-59
• 4.2.1 電渦流微位移傳感器55-58
• 4.2.2 熱-電傳感器58
• 4.2.3 其他傳感器58-59
• 4.3 測試過程59-60
• 4.4 試驗結果分析60-74
• 4.4.1 軸心軌跡的合成方法60-62
• 4.4.2 試驗結果分析62-70
• 4.4.3 試驗結果與理論計算對比70-74
• 4.5 本章小結74-75
• 第5章 結論與展望75-77
• 5.1 全文總結75-76
• 5.2 展望76-77
• 致謝77-78
• 參考文獻78-82
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文和參加的科研項目82

【參考文獻】

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本文編號：1002438