水润滑径向滑动轴承试验台的研制

论文摘要

作为纯水液压泵和纯水液压马达的关键部件,滑动轴承的结构形式及基本参数直接影响着泵和马达的性能、可靠性和使用寿命。由于水的理化性能与润滑油存在很大差别,而水润滑轴承的相关设计理论和设计方法尚不完善,因此建立和完善水润滑滑动轴承的设计理论对于滑动轴承的研究,特别是对水液压技术的研究和发展具有重要意义。水润滑径向滑动轴承试验台的研制成为亟待解决的问题。本文设计并研制了一种水润滑径向滑动轴承综合性能试验台。该装置由机械系统、液压系统、测试系统组成。机械系统主要包括箱体、主轴、试验滑动轴承、轴承座、加载缸体等。液压系统包含采用同一水液压泵供水的润滑系统和加载系统,通过调节控制液压系统可以改变滑动轴承的润滑方式:动压润滑、静压润滑或者动静压混合润滑,同时可以实现试验轴承的无级平滑加载。在测试系统中使用LabVIEW软件平台开发了滑动轴承数据采集与处理系统,将滑动轴承的各项性能参数以图形化的形式动态或静态地实时显示。本文分别从流体静压润滑和动压润滑的基本理论入手,利用FLUENT流体分析软件和MATLAB数值分析软件分别仿真分析了水润滑滑动轴承的静压和动压流场特性。得出了在静压条件下轴承承载能力随偏心率和供水压力的变化规律,以及在动压条件下滑动轴承的动压水膜压力、承载能力、水膜刚度、偏位角随偏心率的变化规律,为滑动轴承实际试验提供了理论参考。在所研制的试验台上对静压滑动轴承进行了初步试验,测得摩擦转矩、偏心率、偏位角、水膜厚度等轴承重要参数的变化规律。对完善水润滑滑动轴承理论研究提供试验依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题来源及目的
• 1.2 课题意义
• 1.3 滑动轴承试验台的国内外研究概况
• 1.4 本文的主要研究工作
• 2 滑动轴承试验装置总体方案设计
• 2.1 滑动轴承流体润滑机理
• 2.2 试验台总体方案设计
• 2.3 试验台基本参数
• 2.4 水液压阀设计与试验研究
• 2.5 本章小结
• 3 信号测试系统的设计
• 3.1 测试系统硬件的选用
• 3.2 测试系统开发平台
• 3.3 测试系统软件设计
• 3.4 本章小结
• 4 水润滑滑动轴承流场仿真分析
• 4.1 水膜厚度计算原理
• 4.2 水润滑滑动轴承静压效应数值分析
• 4.3 水润滑滑动轴承动压效应数值分析
• 4.4 本章小结
• 5 水润滑静压滑动轴承试验研究
• 5.1 滑动轴承试验装置摩擦转矩试验研究
• 5.2 滑动轴承水膜特性试验研究
• 5.3 本章小结
• 6 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 攻读硕士期间发表的论文