本文關(guān)鍵詞：圓錐液體靜壓軸承熱態(tài)性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：圓錐液體靜壓軸承是液體靜壓支承的一種特殊形式,具有高精度、高剛度、高穩(wěn)定性等一系列優(yōu)點,在精密超精密加工領(lǐng)域有著良好的應(yīng)用前景。但由于潤滑油的粘性耗散,這類軸承在工作過程中不可避免的會產(chǎn)生溫升,進而導(dǎo)致潤滑油粘度變化和零件熱變形,最終會引起軸承支承性能的下降和工作精度的喪失。所以研究圓錐液體靜壓軸承的熱態(tài)性能對提高此類軸承的性能和精度具有重要意義。因此,本文采用理論分析、數(shù)值仿真和實驗研究相結(jié)合的手段,探索了圓錐液體靜壓軸承的熱態(tài)性能及其變化規(guī)律。 理論分析了圓錐液體靜壓軸承的生熱機理和傳熱機制,推導(dǎo)了基于絕熱等粘度假設(shè)下的潤滑油溫升計算公式,分析選取了各換熱邊界的換熱系數(shù)；在考慮流固耦合傳熱和粘溫效應(yīng)的基礎(chǔ)上,構(gòu)建了圓錐液體靜壓軸承的耦合熱態(tài)數(shù)學(xué)模型。 在理論分析的基礎(chǔ)上,建立了圓錐液體靜壓軸承熱態(tài)分析數(shù)值仿真模型。通過仿真計算,獲得了軸承潤滑油和固體零件的溫度場分布及其變化規(guī)律,掌握了溫升后潤滑油的粘度變化情況和零件熱變形情況,研究了溫升對軸承靜態(tài)性能和工作精度的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明：轉(zhuǎn)速、進油壓力、油膜間隙等參數(shù)對圓錐液體靜壓軸承的熱態(tài)性能有較大影響。 搭建了圓錐液體靜壓軸承熱態(tài)性能實驗平臺,對上述規(guī)律進行了實驗驗證。實驗測試了不同轉(zhuǎn)速、進油壓力、油膜間隙下的溫升及熱變形情況,并與仿真結(jié)果進行了對比分析。仿真結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)吻合良好,證實了模型的合理性和仿真結(jié)果的可信性。 系統(tǒng)地總結(jié)了一系列改善圓錐液體靜壓軸承熱態(tài)性能的措施。仿真計算和實驗表明,部分措施有效地改善了軸承的熱態(tài)性能。 通過以上研究,建立了較為完善的圓錐液體靜壓軸承熱態(tài)分析方法,基本掌握了圓錐液體靜壓軸承熱態(tài)性能及其變化規(guī)律,研究結(jié)果對設(shè)計圓錐液體靜壓軸承和優(yōu)化軸承熱態(tài)性能有一定的指導(dǎo)意義。
【關(guān)鍵詞】：圓錐液體靜壓軸承 熱態(tài)性能 溫升 耦合傳熱 計算流體力學(xué)
【學(xué)位授予單位】：中國工程物理研究院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TH133.36
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-6
• 符號說明6-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 課題來源及研究背景10-12
• 1.1.1 課題來源10
• 1.1.2 研究背景及意義10-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2.1 圓錐液體靜壓軸承研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 滑動軸承熱態(tài)性能研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.3 研究存在的問題15-16
• 1.3 本文的主要內(nèi)容及章節(jié)安排16-18
• 第二章 圓錐液體靜壓軸承靜態(tài)及熱態(tài)性能理論分析18-34
• 2.1 圓錐液體靜壓軸承基本結(jié)構(gòu)18-19
• 2.2 圓錐液體靜壓軸承靜態(tài)性能分析19-25
• 2.2.1 壓力和流量分析19-23
• 2.2.2 承載能力和剛度分析23-25
• 2.3 圓錐液體靜壓軸承熱態(tài)性能理論分析25-29
• 2.3.1 生熱機理分析25-26
• 2.3.2 傳熱機制分析26-29
• 2.4 流固耦合熱態(tài)數(shù)學(xué)模型的建立29-32
• 2.4.1 基本假設(shè)29
• 2.4.2 控制方程29-31
• 2.4.3 初始條件和邊界條件31-32
• 2.5 本章小結(jié)32-34
• 第三章 圓錐液體靜壓軸承熱態(tài)性能仿真分析34-52
• 3.1 軟件選擇及求解方法分析34-36
• 3.1.1 軟件選擇34
• 3.1.2 求解方法分析34-36
• 3.2 幾何模型簡化及網(wǎng)格劃分36-39
• 3.2.1 幾何模型簡化36-37
• 3.2.2 網(wǎng)格分析及劃分37-39
• 3.3 仿真參數(shù)設(shè)定及模型驗證39-41
• 3.3.1 仿真參數(shù)設(shè)定39-40
• 3.3.2 模型驗證40-41
• 3.4 仿真結(jié)果及分析41-50
• 3.4.1 穩(wěn)態(tài)熱分析41-48
• 3.4.2 瞬態(tài)熱分析48-50
• 3.5 本章小結(jié)50-52
• 第四章 溫升對圓錐液體靜壓軸承性能的影響及熱態(tài)性能改善措施52-67
• 4.1 潤滑油粘度變化情況及其對軸承性能的影響52-57
• 4.1.1 潤滑油粘度變化情況分析52-53
• 4.1.2 粘度變化對軸承性能的影響53-57
• 4.2 熱變形情況及其對軸承性能的影響57-61
• 4.2.1 軸承熱變形情況分析57-59
• 4.2.2 熱變形對軸承性能的影響59-61
• 4.3 圓錐液體靜壓軸承熱態(tài)性能改善措施61-65
• 4.3.1 調(diào)整結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)61-63
• 4.3.2 加強散熱能力63-64
• 4.3.3 加速熱平衡過程64
• 4.3.4 其他改善措施64-65
• 4.4 本章小結(jié)65-67
• 第五章 圓錐液體靜壓軸承熱態(tài)性能實驗67-77
• 5.1 實驗平臺簡介67-68
• 5.2 測量方案及實驗內(nèi)容安排68-71
• 5.2.1 溫度測量方案68-69
• 5.2.2 熱位移測量方案69-70
• 5.2.3 實驗內(nèi)容安排70-71
• 5.3 實驗結(jié)果與分析71-76
• 5.3.1 不同條件下的熱態(tài)性能實驗71-75
• 5.3.2 加速熱平衡實驗75
• 5.3.3 誤差分析75-76
• 5.4 本章小結(jié)76-77
• 第六章 總結(jié)與展望77-79
• 6.1 研究工作總結(jié)77-78
• 6.2 技術(shù)創(chuàng)新點78
• 6.3 研究展望78-79
• 致謝79-80
• 參考文獻80-83
• 附錄Ⅰ 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及專利83
• 附錄Ⅱ 攻讀碩士學(xué)位期間參與的學(xué)術(shù)活動83

【參考文獻】

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本文編號：360817