偏载动压滑动轴承实验台的研制及油膜压力的研究

摘要

动压滑动轴承一般应用在较复杂的工况下,在其使用过程中常出现偏载运行的情况,造成滑动轴承的振动、磨损严重、效率降低和噪声大等现象。但是现有的滑动轴承实验装置多数用于研究动压油膜存在的条件,只有少数用于研究油膜压力的影响因素,其结构多数为一侧是滑动轴承另一侧为滚动轴承支撑轴,其加载方式也缺少偏载装置,尤其用于研究偏载条件对滑动轴承性能影响的实验装置比较匮乏。因此,建立基于偏载运行条件下的实验台研究滑动轴承的油膜压力,从而分析其承载能力非常必要。
　　本文研制了一种两端结构都为液体动压径向滑动轴承并增加偏载方式的实验台,同时利用Labview软件设计了一套与之匹配的可实现将数据的采集与处理一体化的采集系统。该实验系统主要用于研究偏载条件对滑动轴承油膜压力的影响,能够实现主轴转速的调节,静载和偏载两种方式的加载并调节其大小,测量不同工况下滑动轴承的油膜压力和该时刻轴瓦的温度。
　　本文对偏载条件下的雷诺方程进行了简化处理,采用差分法和超松弛迭代法以及MATLAB软件对简化后的方程编程求解,获得油膜压力在不同工况下的三维分布图形,并分析了偏载条件对滑动轴承承载性能的影响。利用本文所建立的偏载动压滑动轴承实验台测得不同载荷和转速下的滑动轴承油膜压力,对比正常载荷条件和偏载条件下油膜压力的变化情况,从而研究偏载条件对滑动轴承承载能力的影响。通过理论和实验两个方面研究得出,对于偏载条件下的滑动轴承,当转速越大、载荷越小时,其承载能力越低,随着偏载力的增大,系统越不稳定。滑动轴承的油膜压力随着静态载荷的增大而增大;转速对油膜压力的影响较小,当转速较高时,油膜压力会有小幅度的降低;偏载对油膜压力产生小幅度的波动影响,随着偏载的增大这种波动也加剧,增大工作载荷和降低转速,会减小偏载对油膜压力的影响。
　　建立偏载动压滑动轴承实验台,研究偏载条件对滑动轴承油膜压力的影响,可以有助于模拟实际工况,更加方便直观地对偏载条件下的滑动轴承进行承载能力的实验研究,对科研和教学将有一定的指导意义和实用价值。

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第1章 绪 论

1.1 课题的来源及研究的目的和意义

1.2 国内外在该方向的研究现状

1.3 主要研究内容

第2章 偏载动压滑动轴承及油膜压力的理论分析

2.1 引言

2.2 偏载动压滑动轴承工作原理及其参数选择

2.3 求解偏载条件下的雷诺方程

2.5 本章小结

第3章 偏载滑动轴承实验台结构设计

3.1 引言

3.2 实验系统设计要求

3.3 实验系统的搭建

3.4 本章小结

第4章 实验台数据采集系统的设计

4.1 引言

4.2 数据采集系统的硬件设计

4.3 基于Labview实现数据采集系统软件设计

4.4 本章小结

第5章 偏载条件下的油膜压力实验研究

5.1 引言

5.2 测量轴承油膜压力的实验方法及步骤

5.3 正常载荷条件下油膜压力实验结果与分析

5.4 偏载条件下油膜压力实验结果与分析

5.5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

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