基于MEMS的滑動軸承動壓油膜3D檢測方法的研究
本文關(guān)鍵詞:基于MEMS的滑動軸承動壓油膜3D檢測方法的研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:動壓油膜特性是影響軸承工作性能的主要因素,通常是通過求解雷諾方程得到油膜壓力的分布情況。在求解過程中會對軸承的物理模型進(jìn)行簡化,對實驗條件進(jìn)行假設(shè)以及理想化,,從而造成數(shù)學(xué)方法求得的結(jié)果與現(xiàn)實情況有誤差。要想全面正確研究滑動軸承動壓油膜壓力的分布情況以及其他參數(shù)就需要通過有效的實驗手段。 本文的目的是研究滑動軸承油膜特性的三維分布。通過查閱文獻(xiàn)和調(diào)研,對現(xiàn)有滑動軸承試驗臺進(jìn)行了全面的總結(jié),分析了各種試驗臺的優(yōu)缺點(diǎn);跓o限長軸對滑動軸承潤滑理論進(jìn)行研究,得到滑動軸承油膜的特點(diǎn):在軸向和周向上都是非線性的拋物線型分布;總結(jié)出影響滑動軸承油膜特性的因素:主軸轉(zhuǎn)速、偏心率、油膜間隙、軸承長徑比。 在上述理論的基礎(chǔ)上運(yùn)用世界流行的計算流體力學(xué)軟件Fluent對滑動軸承油膜壓力分布進(jìn)行了模擬仿真,得到滑動軸承油膜三維分布與上述因素的關(guān)系:在其他條件不變的情況下,主軸轉(zhuǎn)速越快,偏心率越大,間隙越小,長徑比越大,則油膜壓力的峰值越大,軸承的承載能力越強(qiáng),且油膜出現(xiàn)最大壓力的位置與主軸轉(zhuǎn)速無關(guān)。 以Fluent對滑動軸承油膜分布得到的數(shù)值為依據(jù),進(jìn)行滑動軸承試驗臺的創(chuàng)新設(shè)計,形成了一套完整的實驗、檢測方案,其創(chuàng)新點(diǎn)在于用導(dǎo)軌滑塊將滑動軸承與試驗臺床身之間進(jìn)行連接,使他們之間能形成相對移動,加之傳感器隨主軸的轉(zhuǎn)動,形成了一套完整的滑動軸承動壓油膜3D檢測方法。并基于MEMS的思想進(jìn)行了滑動軸承試驗臺各種元器件的選型,為將本實驗方案應(yīng)用于渦輪增壓器浮環(huán)軸承內(nèi)油膜壓力的檢測提供了可能。
【關(guān)鍵詞】:MEMS 滑動軸承 動壓油膜 3D檢測 Fluent
【學(xué)位授予單位】:河北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2014
【分類號】:TH133.31
【目錄】:
- 摘要4-5
- ABSTRACT5-9
- 符號說明9-10
- 第一章 緒論10-18
- 1.1 課題研究背景及意義10-11
- 1.1.1 課題的研究背景10-11
- 1.1.2 課題的研究意義11
- 1.2 液體動壓軸承試驗臺的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢11-16
- 1.3 論文的主要研究內(nèi)容16-18
- 第二章 滑動軸承潤滑理論基礎(chǔ)18-26
- 2.1 滑動軸承動壓形成原理18-20
- 2.1.1 相對運(yùn)動平板間油層速度和壓力分布18-19
- 2.1.2 徑向滑動軸承動壓油膜形成的原理19-20
- 2.2 流體動力潤滑的基本方程20-24
- 2.2.1 雷諾方程20-23
- 2.2.2 流體動力學(xué)控制方程23-24
- 2.3 雷諾方程的邊界條件以及由雷諾方程得到的相關(guān)結(jié)論24-25
- 2.3.1 求解雷諾方程的邊界條件24-25
- 2.3.2 求解雷諾方程得到的理論性結(jié)論25
- 2.4 本章小結(jié)25-26
- 第三章 滑動軸承動壓油膜特性仿真分析26-42
- 3.1 計算流體力學(xué)概述26-30
- 3.1.1 計算流體力學(xué)簡介26-27
- 3.1.2 計算流體力學(xué)軟件 Fluent 簡介27-30
- 3.2 利用 Fluent 對滑動軸承油膜參數(shù)進(jìn)行仿真30-40
- 3.2.1 Gambit 三維模型的建立30-33
- 3.2.2 主軸轉(zhuǎn)速、偏心率、間隙、長徑比對油膜壓力的影響33-40
- 3.3 本章小結(jié)40-42
- 第四章 滑動軸承試驗臺結(jié)構(gòu)設(shè)計42-52
- 4.1 滑動軸承試驗臺的創(chuàng)新設(shè)計思路42-45
- 4.1.1 滑動軸承試驗臺創(chuàng)新設(shè)計原因42-44
- 4.1.2 滑動軸承試驗臺創(chuàng)新設(shè)計思路44-45
- 4.2 滑動軸承試驗臺機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計45-49
- 4.2.1 滑動軸承試驗臺整體結(jié)構(gòu)設(shè)計45-47
- 4.2.2 滑動軸承試驗臺主軸的設(shè)計47-49
- 4.3 滑動軸承試驗臺的創(chuàng)新原理49-51
- 4.3.1 主軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動49-50
- 4.3.2 水平直線運(yùn)動50-51
- 4.4 本章小結(jié)51-52
- 第五章 滑動軸承試驗臺測試系統(tǒng)設(shè)計52-60
- 5.1 滑動軸承實驗臺測試系統(tǒng)整體設(shè)計52
- 5.2 傳感器的選型52-57
- 5.2.1 傳感器的特性52-54
- 5.2.2 傳感器的選型原則54-57
- 5.3 集電環(huán)的選型57-58
- 5.3.1 集電環(huán)的特性57-58
- 5.3.2 集電環(huán)的選型58
- 5.4 本章小結(jié)58-60
- 第六章 結(jié)論與展望60-62
- 6.1 結(jié)論60-61
- 6.2 展望61-62
- 參考文獻(xiàn)62-66
- 攻讀學(xué)位期間所取得的相關(guān)科研成果66-68
- 致謝68
【參考文獻(xiàn)】
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本文編號:347748
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