热效应和弹性变形耦合影响下的浮环轴承润滑静特性研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：201421202066河北工业大学硕士学位论文热效应和弹性变形耦合影响下的浮环轴承润滑静特性研究论文作者：王军事学生类别：全日制学科门类：工学学科专业：机械工程指导教师：师占群职称：教授资助基金项目：国家自然科学基金项目.NO.51275150和天津市应用基础与前沿技术研究计划(13JCZDJC34400).DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofMechanicalEngineeringTHESTUDYOFLUBRICATIONSTATICCHARACTER

2、ISTICSOFFLOATINGRINGBEARINGUNDERTHECOUPLINGEFFECTOFTHERMALANDELASTICDEFORMATIONbyWangJunshiSupervisor:Prof.ShiZhanqunMay2017ThisworksupportedbytheNationalNaturalScienceFoundationofChina.No.51275150andTianjinResearchProgramofApplicationFoundationandAdvancedTechnology(13JCZDJC34400).摘要浮环轴承是在滑动轴承的轴颈

3、和轴瓦之间加一个浮环。浮环将滑动轴承的润滑油膜分隔成内外双层，从而使得浮环轴承具有稳定性好、摩擦功耗低、磨损小等优点。但是当轴颈高速旋转时，油膜温升和浮环弹性变形是不可避免的，贫油润滑也时有发生。油膜温升、浮环弹性变形和贫油润滑都会影响浮环轴承润滑静特性，因此研究油膜温升、浮环弹性变形和贫油润滑对浮环轴承润滑静特性的影响具有重要意义。本文首先利用数值差分法求解雷诺方程，研究理想工况下浮环轴承的润滑静特性，得到偏心率对无量纲内外油膜压力分布的影响规律，以及轴颈转速和偏心率对浮环轴承内外油膜承载力、端泄流量和摩擦功耗等润滑静特性的影响规律。其次，为探索热效应的影响，联立求解雷诺方程、能量方程

4、和Rolelands粘温方程，得到浮环轴承内外油膜温升随轴颈转速和偏心率的变化趋势，以及内外油膜温升对浮环轴承润滑静特性的影响规律。然后，为探索浮环弹性变形带来的影响，联立求解雷诺方程、浮环弹性变形方程和内外油膜膜厚方程，得到浮环弹性变形量随轴颈转速和偏心率的变化趋势，以及浮环弹性变形对浮环轴承润滑静特性的影响规律。随后联立求解雷诺方程、能量方程、Rolelands粘温方程、浮环弹性变形方程和内外油膜膜厚方程，得到了热效应和浮环弹性变形耦合影响下的油膜温升和浮环弹性变形量随轴颈转速和偏心率的变化趋势，以及耦合条件下油膜温升和浮环弹性变形对浮环轴承润滑静特性的影响规律。最后在热效应和弹性变

5、形耦合条件下，建立内油膜贫油模型，研究了内油膜处于贫油润滑工况下，供油流量和负载对内油膜压力分布、轴颈静平衡位置和内油膜摩擦功耗的影响规律。本文将油膜温升和浮环弹性变形进行耦合分析，得到耦合条件下的浮环轴承润滑静特性，更符合实际工况。并在热效应和弹性变形耦合影响下，分析了浮环轴承内油膜的贫油润滑静特性。得到不同参数对浮环轴承润滑静特性的影响规律，进一步丰富了浮环轴承润滑理论，并为改善浮环轴承贫油润滑提供理论依据。关键词：浮环轴承润滑静特性热效应弹性变形贫油润滑IABSTRACTFloatingringbearingisakindofslidingbearing,whichaddafloa

6、tingringbetweenthejournalandbearing,Lubricationoilfilmofslidingbearingisdevidedintodoublelayeroilfilmbyfloatingringwhichcanbenamedinnerandouterfilm,Thisstructionmakesthefloatingringbearinghavetheadvantagesofgoodstability,lowfrictionpowerconsumptionandlowwear,etc.However,theoilfilmtemperaturerisea

7、ndthefloatingringelasticdeformationareinevitablewhenthejournalrotatesatahighspeed,andtheinneroilfilmisoftenunderstarvedlubrication.Theoilfilmtemperature,floatingringelasticdeformationandstarvedlubricationwillaffactonth