本文關(guān)鍵詞：大型水潤(rùn)滑推力軸承承載性能及推力瓦型面優(yōu)化研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：流體動(dòng)壓潤(rùn)滑推力軸承廣泛應(yīng)用于各類泵、壓力機(jī)和汽輪機(jī)等大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備中。它的主要作用是用來承擔(dān)軸向載荷，是維持大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備穩(wěn)定可靠運(yùn)行的關(guān)鍵部件，直接影響著此類設(shè)備的承載能力和檢修周期。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，機(jī)器逐步向著高轉(zhuǎn)速大功率的方向發(fā)展，迫使推力軸承工作在高速重載的工況下，因此對(duì)推力軸承潤(rùn)滑性能特別是承載性能提出了更高的要求。近些年，水潤(rùn)滑推力軸承以其環(huán)境友好、經(jīng)濟(jì)安全性高、摩擦系數(shù)低、溫升小、功耗低等優(yōu)點(diǎn)在特殊環(huán)境下的大型屏蔽泵中得到了廣泛的應(yīng)用，但承載性能有待進(jìn)一步提高。 因此，本文以大型屏蔽泵—核泵水潤(rùn)滑推力軸承為研究對(duì)象，建立了其在層流和紊流兩種工況下的數(shù)學(xué)模型，運(yùn)用MATLAB軟件編程計(jì)算求解了層流和紊流兩種工況下水潤(rùn)滑推力軸承的水膜厚度分布和壓力分布，，并分析計(jì)算了推力軸承的運(yùn)行工況參數(shù)(如轉(zhuǎn)速、入口壓力等)和軸承幾何參數(shù)(如支點(diǎn)位置、軸瓦的長(zhǎng)寬比、軸瓦傾角等)對(duì)其主要潤(rùn)滑性能特別是承載性能的影響規(guī)律，為水潤(rùn)滑推力軸承的設(shè)計(jì)提供了參考。開展了對(duì)推力瓦表面造型的研究，建立了六種不同推力瓦型面(斜平面瓦、斜平臺(tái)瓦、階梯瓦、拋物線(凸)瓦、拋物線(凹)瓦、擺線型面瓦)的幾何模型和數(shù)學(xué)方程，并將扇形推力瓦結(jié)構(gòu)進(jìn)行了適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)化，對(duì)其進(jìn)行了無量綱化、離散化和差分化的處理過程，將其轉(zhuǎn)化為可進(jìn)行數(shù)值計(jì)算的代數(shù)方程組，接著采用逐次超松弛迭代求解的數(shù)值計(jì)算方法，運(yùn)用MATLAB軟件分別對(duì)一維無限寬滑塊和二維有限寬滑塊模型編程計(jì)算，分析不同推力瓦型面對(duì)其潤(rùn)滑性能的影響規(guī)律，確立了擺線型面為最佳推力瓦型面，其潤(rùn)滑性能要優(yōu)于其它型面的潤(rùn)滑性能。并進(jìn)一步針對(duì)擺線型面的一維無限寬滑塊和二維有限寬滑塊進(jìn)行優(yōu)化，計(jì)入了表面粗糙度的影響，建立了其數(shù)學(xué)模型，對(duì)一維無限寬滑塊進(jìn)行了部分表面粗糙度和全程表面粗糙度兩種模式下的對(duì)比分析計(jì)算；對(duì)二維有限寬滑塊進(jìn)一步擴(kuò)展了表面粗糙度的數(shù)學(xué)模型，包括了橫向表面粗糙度、縱向表面粗糙度和綜合表面粗糙度，分析計(jì)算了計(jì)入了不同表面粗糙度對(duì)其潤(rùn)滑性能特別是其承載力性能的影響，為推力瓦型面的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了一定的依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：水潤(rùn)滑推力軸承 承載性能 紊流工況 推力瓦表面造型 表面粗糙度
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TH133.3
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-18
• 1.1 研究的背景與意義10-13
• 1.2 水潤(rùn)滑推力軸承的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容16-17
• 1.4 本章小結(jié)17-18
• 2 水潤(rùn)滑推力軸承潤(rùn)滑性能數(shù)值計(jì)算18-40
• 2.1 動(dòng)壓推力滑動(dòng)軸承的工作原理18-19
• 2.2 推力軸承的結(jié)構(gòu)形式19-21
• 2.3 推力軸承數(shù)學(xué)模型的建立21-39
• 2.3.1 雷諾方程21-25
• 2.3.1.1 微元體的受力平衡—速度分布22-23
• 2.3.1.2 容積流量方程23-24
• 2.3.1.3 流量連續(xù)方程24-25
• 2.3.2 水膜厚度方程25-26
• 2.3.3 控制方程的無量綱化26-27
• 2.3.4 無量綱控制方程的差分化27-30
• 2.3.5 逐次超松弛迭代法(SOR)30-31
• 2.3.6 潤(rùn)滑性能參數(shù)的計(jì)算31-32
• 2.3.7 程序計(jì)算流程圖32-33
• 2.3.8 潤(rùn)滑性能的數(shù)值計(jì)算及參數(shù)的影響33-39
• 2.3.8.1 核泵水潤(rùn)滑推力軸承實(shí)例計(jì)算34-35
• 2.3.8.2 各參數(shù)對(duì)水潤(rùn)滑推力軸承潤(rùn)滑性能的影響35-39
• 2.4 本章小結(jié)39-40
• 3 紊流潤(rùn)滑性能數(shù)值計(jì)算40-47
• 3.1 雷諾數(shù)40-41
• 3.2 紊流數(shù)學(xué)模型41-43
• 3.3 紊流數(shù)學(xué)模型的無量綱化43-44
• 3.4 紊流模型潤(rùn)滑性能的數(shù)值計(jì)算44
• 3.5 計(jì)算結(jié)果分析44-46
• 3.6 本章小結(jié)46-47
• 4 推力瓦型面優(yōu)化47-75
• 4.1 概述47-48
• 4.2 推力瓦結(jié)構(gòu)形式48-49
• 4.3 推力瓦型面建模49-50
• 4.4 一維無限寬滑塊軸承潤(rùn)滑性能計(jì)算50-56
• 4.5 二維有限寬面接觸滑塊潤(rùn)滑性能計(jì)算56-62
• 4.6 表面粗糙度對(duì)擺線型面承載力性能的影響62-73
• 4.6.1 表面粗糙度對(duì)一維無限寬滑塊承載力性能的影響62-66
• 4.6.1.1 全程表面粗糙度計(jì)算63-65
• 4.6.1.2 部分表面粗糙度計(jì)算65-66
• 4.6.2 表面粗糙度對(duì)二維有限寬滑塊承載力性能的影響66-73
• 4.6.2.1 橫向表面粗糙度的影響67-69
• 4.6.2.2 縱向表面粗糙度的影響69-71
• 4.6.2.3 綜合表面粗糙度的影響71-73
• 4.7 本章小結(jié)73-75
• 5 總結(jié)與展望75-77
• 5.1 總結(jié)75-76
• 5.2 展望76-77
• 參考文獻(xiàn)77-82
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果82-83
• 致謝83

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：大型水潤(rùn)滑推力軸承承載性能及推力瓦型面優(yōu)化研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：390028