本文關(guān)鍵詞：油水兩相潤滑對軋機(jī)油膜軸承彈流潤滑的影響研究

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【摘要】：軋機(jī)油膜軸承在工作過程中常常面臨著高速重載、沖擊振動(dòng)等惡劣工況,造成軸承潤滑系統(tǒng)的密封性能失效,這樣極易導(dǎo)致外界的冷卻水介入到潤滑油中而形成油水兩相流潤滑。本文研究了油水兩相潤滑下軋機(jī)油膜軸承的彈流潤滑問題,分別研究了等溫彈流潤滑問題、考慮熱效應(yīng)和考慮表面波紋度的熱彈流問題、考慮時(shí)變效應(yīng)的熱彈流問題和考慮表面織構(gòu)熱彈流問題,依次研究了油膜進(jìn)水及不同含水量對潤滑性能的影響。首先,建立了油水兩相流體潤滑模型和軋機(jī)油膜軸承的彈流幾何模型,研究了軋機(jī)油膜軸承在等溫條件下的潤滑特性,分析了流體潤滑膜的壓力、膜厚隨含水量、滑滾比、軸頸間隙、主軸轉(zhuǎn)速和軋制力的變化關(guān)系,對比了油包水型和水包油型兩種油水混合液的潤滑性能。其次,利用考慮熱效應(yīng)的Reynolds方程建立了油水兩相彈流潤滑模型,對比了三種常用襯套材料45#鋼、巴氏合金和Al2O3陶瓷對軋機(jī)油膜軸承潤滑性能的影響,結(jié)合軋機(jī)油膜軸承的特殊工況討論了不同含水量、主軸轉(zhuǎn)速和軋制力下的油水混合液的潤滑特性。然后,考慮了表面波紋度這一因素,建立了含有表面波紋的接觸區(qū)彈流模型,利用多重網(wǎng)格法及Fortran程序?qū)垯C(jī)油膜軸承的潤滑性能進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算,主要研究了不同波紋度幅值、波長和含水量對潤滑性能的影響。而后,利用考慮時(shí)變和熱效應(yīng)的Reynolds方程建立了油水兩相流的彈流潤滑模型,分析了軋機(jī)油膜軸承在潤滑油介入水后對其潤滑的瞬態(tài)影響,并討論了不同初始條件下的瞬態(tài)潤滑特性。最后,從表面缺陷的角度建立了含有表面織構(gòu)的接觸區(qū)彈流潤滑模型,研究了表面織構(gòu)對軸承潤滑性能的影響,分析了流體潤滑膜的壓力、膜厚隨不同形狀的表面織構(gòu)、矩形織構(gòu)的不同深度、含水量、軋制力和主軸轉(zhuǎn)速的變化關(guān)系。
【關(guān)鍵詞】：油水兩相 軋機(jī)油膜軸承 彈流潤滑 表面波紋度 表面織構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：青島理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG333
【目錄】：

• 摘要10-11
• ABSTRACT11-13
• 第1章 緒論13-23
• 1.1 課題背景及意義13-15
• 1.1.1 課題的研究背景13-14
• 1.1.2 課題的研究意義14-15
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-22
• 1.2.1 線接觸彈流潤滑的研究15-16
• 1.2.2 軋機(jī)油膜軸承的研究16-18
• 1.2.3 油水兩相潤滑的研究18-22
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容22-23
• 第2章 油水兩相流潤滑軋機(jī)油膜軸承的等溫彈流潤滑分析23-33
• 2.1 幾何及數(shù)學(xué)模型23-24
• 2.1.1 軋機(jī)油膜軸承的幾何模型23-24
• 2.1.2 油水兩相流的數(shù)學(xué)模型24
• 2.2 彈流潤滑方程24-25
• 2.2.1 Reynolds方程24
• 2.2.2 膜厚方程24
• 2.2.3 密壓關(guān)系24-25
• 2.2.4 粘壓關(guān)系25
• 2.2.5 載荷方程及邊界條件25
• 2.3 方程的無量綱化25-26
• 2.3.1 無量綱Reynolds方程25
• 2.3.2 無量綱膜厚方程25-26
• 2.3.3 無量綱密壓方程26
• 2.3.4 無量綱粘壓方程26
• 2.3.5 無量綱載荷方程26
• 2.4 無量綱方程的離散化26-28
• 2.4.1 離散無量綱Reynolds方程26-27
• 2.4.2 離散無量綱膜厚方程27
• 2.4.3 離散無量綱載荷方程27-28
• 2.5 數(shù)值方法28
• 2.6 結(jié)果及分析28-32
• 2.6.1 油膜進(jìn)水對壓力膜厚的影響29
• 2.6.2 不同滑滾比對壓力膜厚的影響29-30
• 2.6.3 不同軸徑間隙對壓力膜厚的影響30
• 2.6.4 主軸轉(zhuǎn)速對壓力膜厚的影響30-31
• 2.6.5 軋制力對壓力膜厚的影響31-32
• 2.7 結(jié)論32-33
• 第3章 油水兩相流對軋機(jī)油膜軸承的熱彈流潤滑的影響33-45
• 3.1 數(shù)學(xué)方程34-35
• 3.1.1 Reynolds方程34
• 3.1.2 黏壓黏溫方程34
• 3.1.3 密壓密溫方程34-35
• 3.1.4 溫度控制方程35
• 3.2 溫度場的求解35-38
• 3.3 結(jié)果及分析38-43
• 3.3.1 等溫與熱條件下的壓力膜厚對比39
• 3.3.2 不同襯套材料對彈流潤滑的影響39-40
• 3.3.3 介入水后不同襯套材料下的潤滑性能分析40-41
• 3.3.4 不同含水率對彈流潤滑的影響41-42
• 3.3.5 主軸轉(zhuǎn)速對彈流潤滑的影響42
• 3.3.6 軋制力對彈流潤滑的影響42-43
• 3.4 結(jié)論43-45
• 第4章 表面波紋度對油水兩相潤滑軋機(jī)油膜軸承彈流潤滑的影響45-51
• 4.1 彈流潤滑方程45-46
• 4.1.1 考慮表面波紋度的膜厚方程46
• 4.2 方程的無量綱化46-47
• 4.2.1 無量綱化的波紋度函數(shù)46-47
• 4.2.2 膜厚度的無量綱方程47
• 4.3 結(jié)果分析47-50
• 4.3.1 表面波紋度對潤滑性能的影響47-48
• 4.3.2 波紋度幅值對潤滑性能的影響48
• 4.3.3 波紋度波長對潤滑性能的影響48-49
• 4.3.4 含水量對潤滑性能的影響49-50
• 4.4 結(jié)論50-51
• 第5章 潤滑油水污染對軋機(jī)油膜軸承瞬態(tài)熱彈流潤滑的影響51-59
• 5.1 彈流潤滑的數(shù)學(xué)方程51-52
• 5.1.1 Reynolds方程51-52
• 5.1.2 壓力邊界條件52
• 5.1.3 膜厚方程52
• 5.2 方程的無量綱化52-53
• 5.2.1 無量綱化的Reynolds方程53
• 5.2.2 無量綱化的壓力邊界條件53
• 5.2.3 無量綱化的膜厚方程53
• 5.3 結(jié)果分析53-57
• 5.3.1 時(shí)變對壓力膜厚的影響53-55
• 5.3.2 水污染對潤滑特性的影響55-56
• 5.3.3 初始轉(zhuǎn)速對壓力膜厚的影響56-57
• 5.3.4 初始軋制力對壓力膜厚的影響57
• 5.4 結(jié)論57-59
• 第6章 表面織構(gòu)對油水兩相流體潤滑軋機(jī)油膜軸承彈流潤滑的影響59-65
• 6.1 表面織構(gòu)幾何模型59-60
• 6.2 彈流潤滑方程60-61
• 6.2.1 表面織構(gòu)函數(shù)60
• 6.2.2 膜厚方程60-61
• 6.3 結(jié)果分析61-64
• 6.3.1 不同形狀的表面織構(gòu)對彈流潤滑的影響61-62
• 6.3.2 不同深度的矩形織構(gòu)對彈流潤滑的影響62
• 6.3.3 不同含水量對彈流潤滑的影響62-63
• 6.3.4 不同軋制力和主軸轉(zhuǎn)速對彈流潤滑的影響63-64
• 6.4 結(jié)論64-65
• 結(jié)束語65-69
• 參考文獻(xiàn)69-77
• 攻讀碩士期間完成的學(xué)術(shù)論文及專利77-79
• 致謝79

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：695766