本文關(guān)鍵詞：油膜軸承磁流體潤滑性能研究

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【摘要】：隨著裝備行業(yè)對(duì)油膜軸承供求量的增加，對(duì)其各種性能不斷提出新的挑戰(zhàn)。為適應(yīng)各相關(guān)行業(yè)對(duì)高速、重載、自動(dòng)化、大型化和高產(chǎn)能的迫切需求，需要加快對(duì)油膜軸承的基礎(chǔ)理論研究步伐，其中油膜軸承潤滑理論的研究直接關(guān)系到油膜軸承的使用壽命。要保證油膜軸承的正常工作，必須保證潤滑對(duì)象、潤滑裝置、潤滑介質(zhì)、潤滑管理等有效工作。 磁流體潤滑（Magnetic Fluids, MF）作為一種新型的潤滑形式，為探索油膜軸承潤滑性能的提高開拓了新的空間，對(duì)研究磁流體潤滑油膜的承載能力，尤其是以潤滑油作為基載液時(shí)更具實(shí)用意義。磁流體是由基載液、磁性顆粒和分散劑組成的液體，具有磁性和流動(dòng)性特點(diǎn)，而影響磁流體潤滑能力的因素很多，如工作載荷大小、外加磁場(chǎng)強(qiáng)度、納米粒子大小及其濃度大小、摩擦副表面狀態(tài)以及流體溫升和環(huán)境溫度等。本課題研究油膜軸承磁流體的潤滑性能，以磁流體潤滑油膜的承載能力為出發(fā)點(diǎn)，重點(diǎn)分析磁流體潤滑油膜剛度與油膜粘度、油膜厚度、油膜壓力、油膜溫度、流體速度、磁場(chǎng)強(qiáng)度等之間的關(guān)系。 首先，闡述了磁流體潤滑的研究狀況以及本課題的主要研究?jī)?nèi)容。然后，介紹了油膜軸承的工作原理及潤滑特點(diǎn)，為深入研究磁流體潤滑性能的理論分析奠定了基礎(chǔ)。接著，建立了油膜軸承磁流體潤滑性能分析模型，根據(jù)磁流體的性質(zhì)建立了研究所需的具體數(shù)學(xué)方程組，繼而數(shù)值求解得到各潤滑特性參數(shù)之間的關(guān)系。在理論模型的基礎(chǔ)上，又采用ANSYS與CFX來分析處理模型，通過有限元模擬求解分析了磁流體潤滑油膜的性能。最后，對(duì)理論模型進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，研究得到了磁流體潤滑相關(guān)參數(shù)之間的關(guān)系。依據(jù)理論模型和利用現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條件，設(shè)計(jì)了三組實(shí)驗(yàn)，分別是外加磁場(chǎng)的設(shè)計(jì)和測(cè)量實(shí)驗(yàn)、磁流體的配備實(shí)驗(yàn)、磁流體在不同工況條件下的粘度測(cè)量實(shí)驗(yàn)。此外，通過數(shù)據(jù)用關(guān)聯(lián)度分析法和層次分析法計(jì)算了各磁流體潤滑油膜特性參數(shù)對(duì)油膜剛度影響程度的權(quán)重。 研究結(jié)果表明：磁流體潤滑油膜數(shù)值計(jì)算結(jié)果、仿真模擬結(jié)果和實(shí)驗(yàn)研究測(cè)試結(jié)果總體吻合；實(shí)驗(yàn)證實(shí)了對(duì)磁流體施加適當(dāng)?shù)拇艌?chǎng)能夠增大磁流體的粘度，并且磁流體的粘度與磁場(chǎng)強(qiáng)度的大小基本成正比。同時(shí)，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了磁流體潤滑油膜，尤其是通上電流（施加外磁場(chǎng)時(shí)）時(shí)，確實(shí)可以增大油膜軸承的承載能力，并能在一定程度上降低溫升對(duì)油膜粘度的負(fù)面影響。
【關(guān)鍵詞】：油膜軸承 磁流體 潤滑 粘度 電磁場(chǎng)
【學(xué)位授予單位】：太原科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TH117.2;TH133.3
【目錄】：

• 中文摘要5-7
• ABSTRACT7-9
• 目錄9-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 磁流體的組成11-12
• 1.2 磁流體發(fā)展簡(jiǎn)史12-13
• 1.3 磁流體潤滑的特點(diǎn)13
• 1.4 磁流體在軸承上的應(yīng)用13-16
• 1.5 論文主要研究?jī)?nèi)容16-17
• 1.6 本章小結(jié)17-19
• 第二章 油膜軸承的潤滑機(jī)理19-29
• 2.1 油膜軸承潤滑理論現(xiàn)狀19
• 2.2 油膜軸承及其工作原理19-21
• 2.3 油膜軸承的潤滑特點(diǎn)21-22
• 2.4 油膜軸承潤滑數(shù)學(xué)模型22-27
• 2.4.1 油膜軸承承載能力23-24
• 2.4.2 油膜軸承潤滑基本方程24-27
• 2.5 油膜軸承磁流體潤滑的應(yīng)用研究27-28
• 2.6 本章小結(jié)28-29
• 第三章 磁流體潤滑性能的理論分析29-57
• 3.1 磁流體潤滑基本理論29-31
• 3.2 磁流體潤滑數(shù)學(xué)模型的建立31-35
• 3.3 磁流體潤滑模型的求解35-36
• 3.4 磁流體潤滑特性參數(shù)分析36-40
• 3.4.1 基載液的粘-溫/壓方程36-37
• 3.4.2 油膜溫度與轉(zhuǎn)速的關(guān)系37-38
• 3.4.3 磁場(chǎng)強(qiáng)度與磁流體潤滑油膜粘度關(guān)系的推導(dǎo)38-40
• 3.5 粘度的控制策略40-54
• 3.6 本章小結(jié)54-57
• 第四章 油膜軸承磁流體潤滑有限元模擬57-83
• 4.1 油膜軸承磁流體潤滑外加磁場(chǎng)模擬57-61
• 4.2 油膜軸承磁流體潤滑建模61-65
• 4.2.1 油膜幾何模型的建立62-63
• 4.2.2 有限元模型的建立63-65
• 4.3 磁流體潤滑模型求解與后處理65-73
• 4.3.1 磁流體潤滑模型前處理方法65-66
• 4.3.2 磁流體潤滑油膜無磁場(chǎng)前處理與求解66-69
• 4.3.3 磁流體無磁場(chǎng)后處理69-70
• 4.3.4 磁流體潤滑油膜有磁場(chǎng)模型前處理與求解70-72
• 4.3.5 磁流體有磁場(chǎng)后處理72-73
• 4.4 磁流體潤滑油膜特性參數(shù)分析73-74
• 4.5 潤滑性能參數(shù)分析結(jié)果74-81
• 4.6 本章小結(jié)81-83
• 第五章 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果分析83-101
• 5.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c原理83
• 5.2 外加磁場(chǎng)的設(shè)計(jì)83-91
• 5.3 磁流體的制備91-94
• 5.4 磁流體粘度測(cè)量94-99
• 5.5 本章小結(jié)99-101
• 第六章 結(jié)論和展望101-103
• 一、結(jié)論101
• 二、展望101-103
• 參考文獻(xiàn)103-107
• 致謝107-109
• 碩士期間發(fā)表論文及參加科研情況109-110
• 個(gè)人簡(jiǎn)況及聯(lián)系方式110-111

【參考文獻(xiàn)】

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