本文關鍵詞：高比壓水潤滑橡膠軸承彈流潤滑特性研究

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【摘要】：本文以高比壓水潤滑橡膠軸承為研究對象,基于橡膠襯層的彈性變形假設以及流體動力潤滑理論,建立了水潤滑橡膠軸承彈流潤滑模型。采用數(shù)值分析的方法,討論了橡膠彈性內(nèi)襯變形對軸承潤滑及承載的影響,研究了軸承在不同運動參數(shù)、結構參數(shù)以及工況參數(shù)下的彈流潤滑性能,最后計算了軸承的動力學系數(shù),其主要內(nèi)容和結論如下:(1)采用有限差分法對軸承數(shù)學模型就行了數(shù)值計算,通過對水膜壓力和膜厚曲線進行分析,得出結果表明:考慮橡膠襯層的彈性變形后,軸承內(nèi)水膜厚度適量增大,水膜壓力明顯減小,并且水膜承載區(qū)域變大。另外,最小水膜厚度位置明顯延后于剛性支承。(2)以某船用橡膠軸承為研究對象,分析了軸承荷載、轉速與偏心率之間的關系,研究了高比壓情況下參數(shù)變化對水潤滑橡膠軸承彈流潤滑特性的影響。結果表明:低速重載時,軸頸中心工作位置較低,并且伴隨軸承的載荷或者轉速增大,其動壓效應越顯著;水膜破裂位置隨著荷載的增大而靠前,相反,隨著速度的增大而延后;隨著橡膠襯層變薄,軸承的承載能力變強,隨著長徑比變大,軸承單位面積的承載能力也逐步增大;軸頸傾斜時,軸承軸向壓力呈尖角分布,會在局部產(chǎn)生較高的壓力,不利于軸承的工作,軸頸傾斜量越大,水膜壓力和膜厚分布越不均勻,支撐力集中越明顯。(3)在外界小擾動情況下建立水潤滑橡膠軸承動態(tài)雷諾方程,運用有限差分法計算了軸承的剛度和阻尼系數(shù),并進一步研究了參數(shù)變化對橡膠軸承剛度和阻尼的影響。主要結果顯示:軸承長徑比范圍在3到4時,水潤滑橡膠軸承的動態(tài)系數(shù)趨于平穩(wěn),并且橡膠襯層的彈性變形致使得交叉阻尼大小不再相等,另外,隨著偏心率和傾斜量的變大,主剛度和主阻尼與之為非線性遞增關系,交叉剛度和交叉阻尼與其呈現(xiàn)出非線性遞減關系。
【關鍵詞】：橡膠軸承 水潤滑 彈流潤滑 高比壓
【學位授予單位】：西安科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：U664.33
【目錄】：

• 摘要2-3
• Abstract3-8
• 1 緒論8-16
• 1.1 研究背景及意義8-9
• 1.2 水潤滑橡膠軸承的國內(nèi)外的研究動態(tài)9-12
• 1.2.1 概述9
• 1.2.2 水潤滑橡膠軸承研究現(xiàn)狀9-12
• 1.3 水潤滑橡膠軸承的特點及發(fā)展趨勢12-13
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容13-16
• 2 水潤滑橡膠軸承動力潤滑機理及數(shù)學模型16-24
• 2.1 引言16
• 2.2 動力潤滑理論及水膜形成原理16-17
• 2.3 流體動力潤滑基本方程17-18
• 2.3.1 水潤滑軸承雷諾方程建立的假設條件17
• 2.3.2 雷諾方程的簡化17-18
• 2.4 邊界條件的確立18-19
• 2.5 水膜厚度方程19-22
• 2.5.1 橡膠的彈性變形量19-21
• 2.5.2 軸承傾斜對水膜厚度分布的影響21
• 2.5.3 水膜厚度幾何方程21-22
• 2.6 承載能力及偏位角計算22
• 2.7 小結22-24
• 3 水潤滑橡膠軸承模型的數(shù)值求解與特性分析24-36
• 3.1 引言24
• 3.2 方程的無量綱化24-25
• 3.3 差分法求解雷諾方程25-28
• 3.3.1 雷諾方程的離散化25-26
• 3.3.2 差商格式26-28
• 3.3.3 代數(shù)方程的解法及其收斂法則28
• 3.4 模型的數(shù)值求解28-29
• 3.5 軸承的結構參數(shù)29-30
• 3.6 彈性支撐對軸承潤滑性能的影響30-34
• 3.6.1 水膜壓力30-32
• 3.6.2 內(nèi)襯變形量32-33
• 3.6.3 水膜厚度33-34
• 3.7 小結34-36
• 4 參數(shù)變化對高比壓水潤滑橡膠軸承的影響36-54
• 4.1 引言36
• 4.2 高比壓水潤滑橡膠軸承36-38
• 4.2.1 軸承的比壓36-37
• 4.2.2 載荷和轉速對偏心率及偏位角的影響37-38
• 4.3 高比壓水潤滑橡膠軸承潤滑性能38-44
• 4.3.1 載荷對軸承潤滑性能的影響38-41
• 4.3.2 高比壓時轉速對軸承潤滑性能的影響41-44
• 4.4 結構參數(shù)對水潤滑橡膠軸承成潤滑特性的影響44-49
• 4.4.1 長徑比和襯層厚度對軸承比壓的影響44-47
• 4.4.2 高比壓時長徑比對軸承彈流潤滑特性的影響47-48
• 4.4.3 高比壓時襯層厚度對軸承彈流潤滑特性的影響48-49
• 4.5 軸頸傾斜對軸承潤滑特性的影響49-53
• 4.5.1 軸頸傾斜對軸承比壓的影響49-50
• 4.5.2 軸頸傾斜對高比壓軸承彈流潤滑影響50-53
• 4.6 小結53-54
• 5 高比壓水潤滑橡膠軸承的剛度和阻尼54-66
• 5.1 引言54
• 5.2 軸承動態(tài)參數(shù)模型及理論分析54-57
• 5.2.1 軸承動態(tài)參數(shù)模型54-55
• 5.2.2 擾動壓力方程55-56
• 5.2.3 數(shù)值求解56-57
• 5.3 軸承內(nèi)襯變形對動態(tài)特性的影響57-60
• 5.4 軸承傾斜對動態(tài)特性的影響60-62
• 5.5 長徑比對動態(tài)特性的影響62-64
• 5.6 小結64-66
• 6 總結與展望66-68
• 6.1 總結66-67
• 6.2 展望67-68
• 致謝68-70
• 參考文獻70-74
• 附錄74

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