滚动转子式压缩机止推轴承摩擦磨损性能分析与实验研究

论文摘要

滚动转子式压缩机止推轴承长期处于重载、高速、高温等恶劣工作环境中,其润滑状况及摩擦磨损特性将直接影响到压缩机的运行性能与使用寿命。因此,研究其摩擦磨损特性对保障压缩机的正常运转具有非常重要的意义。本文以提高滚动转子式压缩机止推轴承耐磨性、降低摩擦功耗为研究目标。首先,从理论上分析了影响摩擦副磨损量和摩擦功耗的各主要因素。基于经典的粘着磨损模型,建立了边界润滑状态下滚动转子式压缩机止推轴承磨损量和摩擦功耗数值分析模型。模型中考虑了载荷、转速、止推面半径等影响因素。通过数值模拟计算,对比分析了这些因素对滚动转子式压缩机止推轴承磨损量和摩擦功耗的影响。在此基础上,采用Visual C++编制了滚动转子式压缩机止推轴承摩擦磨损性能分析软件。软件具有友好的操作界面,可以方便用户使用。在完成理论建模与分析的基础上,开展了滚动转子式压缩机止推轴承摩擦磨损性能的实验研究。通过正交实验、定载变速与定速变载实验测取了不同工况下试件的磨损量和摩擦功耗等实验数据。对比分析了载荷、转速、止推面半径等外摩擦条件对试件磨损量和摩擦系数的影响,并根据实验测试结果修正了理论模型中的参数值,提高了模型的准确性。通过对止推轴承摩擦磨损理论分析与实验测试结果的对比分析表明,理论模型计算值与实验值比较吻合,验证了理论模型的正确性与准确性。通过正交实验研究表明,载荷是影响磨损量的最重要外摩擦因素;润滑油种类是影响摩擦系数的最重要因素。通过实验数据的分析表明,在相同条件下磨损量随着载荷的增加而增大,当载荷到达一定值时,磨损量急剧增加。在一定转速范围内,磨损量随着转速的增加而减小,减小到一定值后趋于平稳。对模拟真机实验结果的分析表明,摩擦功耗随止推面半径的增大先增大后减少;随着载荷和转速的增大而增大并都成正比关系。通过对对磨试样摩擦表面的显微观察,进一步验证压缩机止推轴承磨损机理主要是粘着磨损。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文关键技术
• 1.4 本文主要研究内容
• 2 止推轴承摩擦磨损理论建模与数值分析
• 2.1 边界润滑与粘着磨损基本理论
• 2.2 止推轴承润滑与磨损类型分析
• 2.3 粘着磨损数值建模
• 2.4 止推轴承摩擦功耗数值建模
• 2.5 止推轴承摩擦磨损性能分析软件开发
• 2.6 理论模型模拟计算
• 3 止推轴承摩擦磨损实验研究
• 3.1 摩擦磨损实验原理
• 3.2 摩擦磨损实验设计
• 3.3 实验方法与步骤
• 3.4 实验结果
• 4 止推轴承摩擦磨损性能分析
• 4.1 标准止推圈试样摩擦磨损特性分析
• 4.2 止推圈试样对磨后的表面 SEM 图
• 4.3 真机摩擦功耗实验与理论值对比
• 4.4 本章小结
• 5 总结与展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文