歪斜滚子副等温弹流润滑研究

歪斜滚子副等温弹流润滑研究

论文摘要

本文主要从理论和试验两方面研究了歪斜滚子副的等温弹流润滑问题。全文共包括四个部分,即波动供油条件下滚子副乏油润滑性能分析;歪斜滚子与无限大平面间接触副的弹流润滑分析;基于轴承中滚子歪斜的润滑机理研究;滚子副油膜测量试验台设计制造及试验结果研究。首先,基于工程实际的供油条件,提出了一种特殊供油函数,定性模拟滚子副乏油现象,并在学习和掌握了乏油润滑的数值计算方法基础上,求出了特殊供油条件下滚子副乏油润滑的完全数值解。结果表明,接触区润滑状态不仅受到乏油量的影响,而且与供油模型中的供油波长及幅值有关。其次,以有限长滚子与无限大平面间形成的接触副为模型,研究了滚子歪斜条件下滚子副等温稳态接触弹流润滑问题,讨论了滚子歪斜条件下卷吸速度、载荷及端部修形引起的改变。分析表明,滚子歪斜会降低接触区润滑性能,但与滚子偏斜的影响相比,其危害程度相对较弱。然后,基于实际圆柱滚子轴承,建立滚子与套圈间接触的弹流润滑数学模型,得到了歪斜滚子与套圈间弹流润滑的完全数值解。分析了滚子歪斜角对接触副润滑状况的影响,并在滚子歪斜条件下研究了不同的套圈半径、卷吸速度、载荷和滚子长度对接触区润滑性能的影响,并采用滚子修形手段来降低滚子歪斜带来的危害。最后,为了实现有限长线接触弹流润滑中滚子歪斜或偏斜的特殊测量需要,设计制造了一台滚子副油膜测量试验台,采用了一种特殊的调倾装置,可以实现滚子歪斜或偏斜条件下接触区内润滑油膜测量。同时对滚子歪斜条件下不同滚子歪斜角度、卷吸速度和载荷条件下的试验结果进行了分析,并与理论结果做了定性对比,变化规律具有一致性。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 物理量名称及主要符号表
  • 第1章 绪论
  • 1.1 引言
  • 1.1.1 摩擦学回顾
  • 1.1.2 有限长线接触副弹流润滑的研究进展
  • 1.2 本文的研究背景
  • 1.2.1 乏油条件下弹流润滑研究
  • 1.2.2 滚子歪斜的润滑机制
  • 1.3 理论方法及试验技术
  • 1.3.1 理论计算方法
  • 1.3.2 试验技术
  • 1.3.3 滚子歪斜或偏斜的试验研究
  • 1.4 本文的主要研究内容及意义
  • 1.4.1 本文的主要研究内容
  • 1.4.2 本文的研究意义
  • 第2章 波动供油条件下滚子副润滑性能分析
  • 2.1 乏油条件下的滚子副及其供油模型
  • 2.2 基本方程及其无量纲化
  • 2.2.1 基本方程及其边界条件
  • 2.2.2 基本方程及其边界条件的无量纲化
  • 2.3 数值计算方法
  • 2.4 结果分析
  • 2.4.1 无波动供油和波动供油对比
  • 2.4.2 波动供油和滚子表面波度对比
  • 2.4.3 波动供油下不同乏油程度的影响
  • 2.4.4 波动供油条件下波动波长和幅值的影响
  • 2.5 本章小结
  • 第3章 歪斜滚子副的等温稳态弹流润滑分析
  • 3.1 滚子歪斜分析
  • 3.2 基本方程及其无量纲化
  • 3.2.1 基本方程及其边界条件
  • 3.2.2 基本方程及其边界条件的无量纲化
  • 3.3 数值方法
  • 3.4 结果与讨论
  • 3.4.1 滚子歪斜对油膜厚度和压力分布的影响
  • 3.4.2 滚子歪斜与滚子偏斜对比
  • 3.4.3 卷吸速度对歪斜滚子膜厚和压力分布的影响
  • 3.4.4 载荷对歪斜滚子膜厚和压力分布的影响
  • 3.4.5 滚子歪斜下端部修形对膜厚和压力分布的影响
  • 3.5 本章小结
  • 第4章 基于轴承中滚子歪斜的润滑机理研究
  • 4.1 几何模型
  • 4.2 基本方程及其无量纲化
  • 4.2.1 基本方程及其边界条件
  • 4.2.2 基本方程及其边界条件的无量纲化
  • 4.3 数值方法
  • 4.4 结果分析与讨论
  • 4.4.1 滚子与外圈接触部分
  • 4.4.2 滚子与内圈接触部分
  • 4.5 本章小结
  • 第5章 滚子副润滑油膜测量试验
  • 5.1 试验装置
  • 5.1.1 玻璃盘旋转系统
  • 5.1.2 加载与调倾系统
  • 5.1.3 运动控制系统
  • 5.1.4 光源系统
  • 5.1.5 图像采集系统
  • 5.1.6 图像处理软件
  • 5.2 试验准备
  • 5.2.1 试验材料及条件
  • 5.2.2 初步测量结果及分析
  • 5.3 试验原理及结果
  • 5.3.1 试验原理
  • 5.3.2 滚子歪斜的影响
  • 5.3.3 载荷的影响
  • 5.3.4 速度的影响
  • 5.4 本章小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间完成的学术论文
  • 致谢
  • 相关论文文献

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