考虑温度影响的滑动轴承油膜压力分析与应用研究

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滑动轴承是当代工业重要机械零部件,广泛应用于船舶工业、汽车工业等的传动系统中,其具有承载能力大、功耗小、运转精度高等特点。而轴承中温度传热问题成为不可忽略问题,经典流体润滑理论无法满足运算需求,而且,油膜温度的升高会影响轴颈与轴瓦间磨擦,而在非正常情况下,甚至会导致磨损,磨损碎屑不但会对轴颈与轴瓦表面造成损伤,还会对润滑油造成污染,因此,必须研究油膜温度问题。  本文在流体润滑理论和热力学基础理论的基础上,推导出雷诺方程与能量方程,并对其求解,并分析考虑温度情况与未考虑温度情况下油膜压力分布。构建滑动轴承试验平台,对主轴进行设计与校核,选择适合油膜压力与温度测量的方法,为其后提供计算依据。运用流体软件进行仿真,分析不同因素对温度与压力分布的影响。然后结合之前章节研究思路,应用在船娓轴的轴承上,证明此方法的可行性,为在其领域的设计提供参考。  本文主要完成以下几个方面的研究:  1、论述经典流体润滑理论和热力学基础理论,从中推导出雷诺方程,结合边界条件,对其求解,得出油膜压力分布场;结合能量方程求解雷诺方程,得到考虑温度情况下油膜压力分布情况,将考虑温度分布与未考虑温度分布情况下求得的油膜压力进行比较。  2、构建滑动轴承试验台,对试验台的机械结构以及测试系统进行设计,使该试验台可满足油膜温度和油膜压力测量的需求。对其中重要部件测试主轴进行选择与校核,并选取合适测量方法测量油膜压力和温度。  3、运用流体分析软件FLUENT,对油膜温度分布不同的影响因素,包括轴颈转速、入油压力、偏心率和长径比,并对其进行分析;在不同因素影响下,分析油膜温度分布对油膜压力分布的影响。  4、结合船娓轴的轴承,运用上述的方法,对其温度场和压力场进行分析,观察温度的变化是否满足工作需求。
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