本文關鍵詞：分離式波箔氣體動壓推力軸承靜特性分析與實驗研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：波箔氣體動壓軸承廣泛應用于各種高速透平機械，目前波箔徑向軸承已經發(fā)展到第四代，而對波箔氣體動壓推力軸承的研究和關注較少。為了促進波箔推力軸承工程實際應用，本文對一種分離式波箔動壓氣體推力軸承進行研究，討論承載力和粘性摩擦力矩與軸承各個參數的關系，從而完成軸承靜特性分析和箔片結構優(yōu)化設計。 本文建立了考慮邊界滑移條件下推力軸承等溫Reynolds方程和考慮平箔變形的膜厚方程。推導了波箔和平箔彈性變形公式，通過實驗對箔片結構變形和靜剛度進行了測試，結果驗證了波箔變形模型的合理性。提出了有限差分法和超松弛迭代法耦合求解氣膜壓力方程及箔片彈性變形方程的方法，采用Matlab編程實現，得到了軸承承載力和摩擦力矩，將本文計算的承載力和國外計算結果及實驗結果對比，具有較好的吻合性，驗證了計算方法的準確性和合理性。根據軸承結構參數和靜特性關系曲線，確定了最佳參數的取值范圍，使軸承獲得了相對較高的承載力，同時具有較低的摩擦力矩。 設計、制造了平箔和波箔，完成了軸承整體裝配。以氣體徑向軸承實驗臺為基礎，搭建了推力軸承試驗臺，測量了推力盤在各個轉速下的軸向振動位移和軸承在工作過程中的摩擦力矩、軸向位移及承載能力。
【關鍵詞】：氣體推力軸承 靜態(tài)特性 氣彈耦合 彈性變形 軸承實驗
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TH133.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 圖表清單9-12
• 注釋表12-13
• 第一章 緒論13-21
• 1.1 研究背景13-14
• 1.2 波箔動壓氣體推力軸承的發(fā)展14-16
• 1.3 國內外研究現狀16-20
• 1.3.1 國外研究現狀16-18
• 1.3.2 國內研究現狀18-20
• 1.4 本文主要研究工作20-21
• 第二章 分離式波箔氣體推力軸承基本理論21-32
• 2.1 氣膜壓力控制方程21-26
• 2.1.1 氣體動力潤滑原理21
• 2.1.2 Reynolds 方程的推導21-26
• 2.2 氣膜厚度方程26-28
• 2.2.1 分離式波箔氣體動壓推力軸承的結構26-27
• 2.2.2 氣膜厚度方程的推導27-28
• 2.3 彈性變形方程28-31
• 2.3.1 波箔彈性變形方程的推導28-29
• 2.3.2 平箔彈性變形方程的推導29-31
• 2.4 本章小結31-32
• 第三章 箔片結構靜剛度32-41
• 3.1 箔片結構靜剛度的理論分析32-36
• 3.1.1 箔片選材及彈性模量的簡單測量32-34
• 3.1.2 箔片結構靜剛度的彈簧模型34-35
• 3.1.3 箔片結構靜剛度的有限元求解35-36
• 3.2 箔片結構靜剛度的實驗測量36-40
• 3.2.1 實驗測試系統(tǒng)36-37
• 3.2.2 實驗結果分析37-40
• 3.3 實驗與理論比較分析40
• 3.4 本章小結40-41
• 第四章 分離式推力軸承靜特性分析41-56
• 4.1 理論模型的無量綱化41
• 4.1.1 Reynolds 方程的無量綱化41
• 4.1.2 氣膜厚度方程的無量綱化41
• 4.2 推力軸承 Reynolds 方程的數值求解41-48
• 4.2.1 有限差分基本原理42-43
• 4.2.2 不考慮邊界速度滑移氣體 Reynolds 方程的離散43-45
• 4.2.3 考慮稀薄效應的氣體 Reynolds 方程的離散45-47
• 4.2.4 邊界條件47
• 4.2.5 Matlab 編程實現氣彈耦合求解壓力47-48
• 4.3 承載力及粘性摩擦力矩計算48-49
• 4.4 分離式軸承計算結果及討論49-50
• 4.5 分離式軸承膜厚及壓力分布特性50-54
• 4.5.1 分離式波箔軸承和剛性軸承壓力與膜厚分布比較51-52
• 4.5.2 分離式波箔軸承和整體式波箔軸承承載力比較52-53
• 4.5.3 邊界速度滑移對分離式軸承承載力的影響53-54
• 4.6 數值計算程序的圖形用戶界面54-55
• 4.7 本章小結55-56
• 第五章 軸承靜特性的影響參數及其確定56-64
• 5.1 運行參數對軸承靜特性的影響56-57
• 5.1.1 轉速對軸承靜特性的影響56-57
• 5.1.2 初始最小膜厚對軸承靜特性的影響57
• 5.2 結構參數對靜特性影響57-63
• 5.2.1 箔拱節(jié)距 s 對軸承靜特性的影響58-60
• 5.2.2 箔片數ψ對軸承靜特性的影響60-61
• 5.2.3 相對半徑比 E 對軸承靜特性的影響61
• 5.2.4 貼合區(qū)角度相對值β_1對靜特性的影響61-62
• 5.2.5 楔形區(qū)角度相對值β_2對靜特性的影響62
• 5.2.6 楔形區(qū)末端高度值對靜特性的影響62-63
• 5.3 本章小結63-64
• 第六章 推力軸承實驗及結果分析64-72
• 6.1 分離式波箔推力軸承制作64-66
• 6.1.1 波箔模具設計64-65
• 6.1.2 箔片制造及裝配65-66
• 6.2 推力軸承實驗臺66-69
• 6.2.1 試驗臺本體67-68
• 6.2.2 潤滑冷卻系統(tǒng)68-69
• 6.2.3 測量系統(tǒng)69
• 6.3 實驗結果與討論69-71
• 6.3.1 推力盤軸向位移69
• 6.3.2 軸承摩擦力矩分析69-71
• 6.4 本章小結71-72
• 第七章 總結與展望72-74
• 7.1 總結72-73
• 7.2 展望73-74
• 參考文獻74-78
• 致謝78-79
• 在學期間的研究成果及發(fā)表的學術論文79

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前3條

1 劉占生;許懷錦;;波箔型動壓氣體徑向軸承的應用與研究進展[J];軸承;2008年01期

2 陳偉武,張鴻興;推力波箔軸承的理論分析和試驗研究[J];上海機械學院學報;1989年03期

3 ;A generalized solution of elasto-aerodynamic lubrication for aerodynamic compliant foil bearings[J];Science in China(Series E:Technological Sciences);2005年04期

  本文關鍵詞：分離式波箔氣體動壓推力軸承靜特性分析與實驗研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：426397