本文關(guān)鍵詞：固定斜面瓦推力軸承結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究

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【摘要】：動壓滑動推力軸承廣泛應(yīng)用于船舶動力推進系統(tǒng)的軸系中，隨著現(xiàn)代造船業(yè)的發(fā)展，推進軸系也面對高速、重載工況的挑戰(zhàn)，作為其關(guān)鍵部件，動壓滑動推力軸承的運行穩(wěn)定性也直接影響著動力系統(tǒng)整體性能的發(fā)揮。為進一步提高推力軸承的流體動壓潤滑性能，本文對固定斜面瓦推力軸承的結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化研究。 在以往的推力軸承設(shè)計中，主要研究的是選擇軸承結(jié)構(gòu)以及計算潤滑性能，在選擇軸承結(jié)構(gòu)方面，，往往是通過試算的辦法來初選幾何參數(shù)，幾何參數(shù)的選擇可以依靠過去的經(jīng)驗和實例，在計算潤滑性能方面，首先需要保證軸承負載、溫升、功耗、流量等參數(shù)滿足邊界條件，確定初選參數(shù)的有效性，在計算中如果出現(xiàn)初選參數(shù)溢出的情況，就只能返回到初選參數(shù)階段重新選擇各參數(shù)，這種以試算為主要手段的設(shè)計方法有一定的局限性與盲目性，不能夠鑒定出方案的優(yōu)劣，所以在本文中提出了針對推力軸承的優(yōu)化設(shè)計，可以同時提高推力軸承的設(shè)計效率和質(zhì)量，帶來明顯的經(jīng)濟效益。 首先，基于流體動壓潤滑理論，以扇形瓦推力軸承為研究對象，建立以油膜形狀方程、雷諾方程、能量方程、粘溫方程、熱油攜帶影響方程、流量方程等為元素的潤滑性能結(jié)構(gòu)數(shù)學模型，并確定了邊界條件。運用有限元方法對潤滑性能進行了數(shù)值模擬，并分析了模擬結(jié)果。 其次，對雷諾方程進行簡化，將只有數(shù)值解的二階偏微分方程簡化為可求解析解的微分方程，推導并定義了衡量軸承性能的油膜溫升和摩擦功耗參數(shù)，建立以瓦塊傾斜比和長寬比為設(shè)計變量的推力軸承優(yōu)化數(shù)學模型。 最后，采用遺傳算法對數(shù)學模型進行了優(yōu)化，得出結(jié)論：通過改變推力軸承的長寬比和瓦塊傾斜比，使得摩擦功耗降低了14%，油膜溫升降低了51%。 本論文理論分析了推力軸承熱流潤滑特性規(guī)律，并通過對比分析提出了合理的軸瓦面結(jié)構(gòu)能夠提高潤滑能力和承載力，研究結(jié)果對于動壓滑動推力軸承設(shè)計具有一定的工程參考價值。
【學位授予單位】：哈爾濱理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：U664.21

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