本文關(guān)鍵詞：階梯滑動軸承靜特性分析及其油膜流態(tài)的實(shí)驗(yàn)探究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：具有深、淺腔結(jié)構(gòu)的階梯軸承，能夠顯著地提高軸承工作時的承載能力，降低其摩擦系數(shù)，因此得到廣泛應(yīng)用。計算階梯軸承特性參數(shù)時通常認(rèn)為油膜處于一種固定的流態(tài)，或者層流或者紊流。階梯軸承的深、淺腔深度差別很大，軸承高速運(yùn)轉(zhuǎn)時會出現(xiàn)層流、紊流共存的現(xiàn)象，并存在過渡區(qū)。本文建立了階梯軸承混合流態(tài)下的數(shù)學(xué)模型，利用五點(diǎn)差分法求得其壓力分布與靜態(tài)特性參數(shù)，在此基礎(chǔ)上設(shè)計搭建了階梯軸承油膜流態(tài)可視化試驗(yàn)臺，觀測并分析不同轉(zhuǎn)速、不同間隙下油膜流態(tài)的變化規(guī)律。論文主要內(nèi)容包括以下兩個方面： （1）基于壁面定律推導(dǎo)了紊流狀態(tài)下的雷諾方程，確定紊流因子；通過計算油膜中不同位置的雷諾數(shù)確定其流態(tài)，在此基礎(chǔ)上建立層流和紊流流態(tài)下油膜的控制方程和邊界條件。利用五點(diǎn)差分法離散方程，迭代得到混合流態(tài)下階梯軸承不同工況下的壓力分布和靜特性參數(shù)。計算結(jié)果表明相同的工作條件下，紊流情況下油膜的摩擦力、摩擦力矩、摩擦功耗均比按照層流理論計算出的結(jié)果增大，而端泄流量則有所減少。 （2）在理論計算的基礎(chǔ)上，，利用相似原理搭建了階梯軸承油膜流態(tài)可視化試驗(yàn)臺，觀測并分析階梯軸承油膜流態(tài)隨主軸轉(zhuǎn)速、半徑間隙和潤滑油粘度的變化情況。在多種實(shí)驗(yàn)工況條件下，觀察并拍攝到軸承油膜內(nèi)層流和紊流的共存現(xiàn)象，以及油膜厚度突變處的流態(tài)混合現(xiàn)象。同一轉(zhuǎn)速和間隙下，深腔內(nèi)由于油膜厚度較大易出現(xiàn)紊流現(xiàn)象，淺腔和封油邊油膜厚度小油膜呈現(xiàn)層流。軸承淺腔內(nèi)由于壓力流的影響會出現(xiàn)流線沿軸向的發(fā)散現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)觀察的油膜流態(tài)和其雷諾數(shù)是一致的。 本文在理論和實(shí)驗(yàn)兩方面對階梯軸承油膜的流態(tài)進(jìn)行了分析和研究，得出了一些探索性的結(jié)論，為后續(xù)的研究者奠定了基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：階梯軸承 流態(tài) 五點(diǎn)差分法 可視化
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(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
• Abstract5-6
• 符號說明6-9
• 1 緒論9-18
• 1.1 課題背景和研究意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢10-16
• 1.2.1 滑動軸承的主要種類10-12
• 1.2.2 滑動軸承中油膜的流態(tài)12-13
• 1.2.3 潤滑理論的發(fā)展13-15
• 1.2.4 階梯滑動軸承理論研究的發(fā)展15-16
• 1.2.5 軸承油膜特性實(shí)驗(yàn)研究的發(fā)展16
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容和方法16-18
• 2 潤滑理論基礎(chǔ)18-31
• 2.1 引言18
• 2.2 層流狀態(tài)下 Reynolds 方程18-25
• 2.2.1 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動方程18-20
• 2.2.2 流體流動的連續(xù)方程20-21
• 2.2.3 廣義牛頓粘性定律21-22
• 2.2.4 N-S 方程22-23
• 2.2.5 Reynolds 方程23-25
• 2.2.6 壓力邊界條件25
• 2.3 紊流狀態(tài)下 Reynolds 方程25-31
• 2.3.1 紊流潤滑的概念25
• 2.3.2 流態(tài)轉(zhuǎn)變25-27
• 2.3.3 紊流潤滑運(yùn)動方程27-28
• 2.3.4 紊流潤滑的幾種計算方法28-29
• 2.3.5 紊流狀態(tài)下的 Reynolds 方程29-31
• 3 混合流態(tài)下 Reynolds 方程的五點(diǎn)差分解法31-42
• 3.1 階梯軸承混合流態(tài)下的數(shù)學(xué)模型31-34
• 3.1.1 控制方程31
• 3.1.2 油膜厚度31-32
• 3.1.3 邊界條件32-33
• 3.1.4 階梯軸承的靜態(tài)特性參數(shù)33-34
• 3.2 五點(diǎn)差分法程序編制34-37
• 3.2.1 階梯軸承結(jié)構(gòu)參數(shù)34-35
• 3.2.2 程序流程圖35-37
• 3.3 計算結(jié)果與分析37-41
• 3.3.1 選定工況下的雷諾數(shù)37
• 3.3.2 油膜壓力分布37-38
• 3.3.3 偏位角38-39
• 3.3.4 油膜承載力39
• 3.3.5 軸頸摩擦力、摩擦力矩、摩擦功耗39-40
• 3.3.6 端泄流量40-41
• 3.4 小結(jié)41-42
• 4 階梯軸承油膜流態(tài)可視化實(shí)驗(yàn)42-63
• 4.1 引言42-43
• 4.2 實(shí)驗(yàn)臺的建立43-46
• 4.2.1 模擬軸頸、軸承的加工43-45
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)中的氣泡示蹤法45-46
• 4.2.3 實(shí)驗(yàn)參數(shù)擬定46
• 4.3 實(shí)驗(yàn)步驟46-50
• 4.3.1 最小半徑間隙調(diào)整方法48
• 4.3.2 軸頸轉(zhuǎn)速調(diào)整方法48-49
• 4.3.3 實(shí)驗(yàn)影像采集49
• 4.3.4 實(shí)驗(yàn)影像處理49-50
• 4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析50-61
• 4.4.1 油膜流態(tài)分析50-51
• 4.4.2 深、淺腔交接處油膜流態(tài)分析51-54
• 4.4.3 油膜流態(tài)變化與轉(zhuǎn)速的關(guān)系54-57
• 4.4.4 油膜流態(tài)變化與間隙的關(guān)系57-58
• 4.4.5 油膜流態(tài)變化與潤滑油粘度的關(guān)系58-59
• 4.4.6 淺腔內(nèi)的不完全層流現(xiàn)象（流線發(fā)散現(xiàn)象）59-61
• 4.5 誤差分析61-63
• 5 總結(jié)與展望63-65
• 5.1 總結(jié)63-64
• 5.1.1 理論方面63
• 5.1.2 實(shí)驗(yàn)方面63-64
• 5.2 展望64-65
• 參考文獻(xiàn)65-69
• 致謝69-70
• 個人簡歷及在學(xué)期間參與的科研項(xiàng)目、發(fā)表的學(xué)術(shù)論文70

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 王素華;吳新躍;;基于摩擦學(xué)的表面織構(gòu)技術(shù)應(yīng)用研究進(jìn)展[J];工具技術(shù);2011年12期

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3 王小靜,張直明,孫美麗;復(fù)合型紊流潤滑理論模式的研究[J];摩擦學(xué)學(xué)報;2000年02期

4 張運(yùn)清，張直明;一種紊流潤滑理論分析新方法──復(fù)合型紊流模式理論[J];摩擦學(xué)學(xué)報;1995年03期

  本文關(guān)鍵詞：階梯滑動軸承靜特性分析及其油膜流態(tài)的實(shí)驗(yàn)探究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：414100