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含油轴承润滑性能的研究

周峰  
【摘要】:含油轴承润滑、维修方便,因此在机械和机电产品中得到广泛应用。由于润滑油在含 油轴承的多孔质基体中的流动和轴承间隙中的流动是相互耦合的,而且受到各种因素的影 响,边界条件非常之复杂,故有必要合理地简化流体控制的模型和界面上边界条件,修正 含油轴承的变形雷诺方程,分析轴颈速度、载荷等工况参数以及渗透度对压力分布、油膜 分布的影响。 本文以含油轴承为研究对象,分析了含油轴承的理论模型、结构模型、失效形式及机 理,并对含油轴承润滑的基本原理和数值计算方法进行了研究,进而推出了新的变型雷诺 方程下的压力分布及膜厚分布。主要内容包括: 第一章,回顾了含油轴承理论模型、结构模型的发展历史和现状,分析了含油轴承润 滑性能的影响因素,并阐述了含油轴承失效形式和机理,最后,提出了本文的研究内容和 框架。 . 第二章,针对含油轴承润滑问题建立数学一物理模型。该数学一物理模型是由变型雷 诺方程、粘度方程、密度方程、油膜厚度方程与载荷方程组成,根据变型Darcy渗透定律 提出的数学模型考虑了润滑剂的可压缩性、粘度随压力的变化。 第三章,分析了微分方程的解法,包括Euler法的基本概念、截断误差估计、收敛性 问题、稳定性问题;Runge—Kutta法的构造、绝对稳定性;Newton—Raphson法的基本思 想、基本定义以及收敛性问题。 第四章,利用差分法、Guass迭代法、复化辛普森积分法以及Visual Basic对含油轴承 进行了数值计算分析,求解了含油轴承的变型雷诺方程、粘度方程、密度方程与载荷方程, 得到了压力分布与油膜厚度分布,分析了轴颈速度、载荷以及渗透度对压力分布与油膜厚 度分布的影响。速度变化使压力、油膜产生了相应的变化;当速度增大时,产生的最大动 压力增大,轴承形成油膜的能力增大。载荷对油膜、压力有一定的影响。随着载荷的增大, 流体动压力增加很快,最小油膜厚度稍微减小。渗透度对压力分布、油膜厚度也有一定影 响。随着渗透度的增大,产生的最大动压力降低,最小油膜厚度减小。 第五章,对全文的研究内容进行了总结,给出了含油轴承润滑性能的研究的主要结果 及下一步工作的方向。 本课题受到中国一波兰政府间合作项目资助。(基金批准号AM30:034(30-18))。


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