锥形动压螺旋槽轴承承载能力研究

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1、隶南y大·孥硕士学位论文万方数据锥形动压螺旋槽轴承承载能力研究2014年5月万方数据StudyofConicalSpiralGrooveBearing●一_-。-～-‘Load。·carryingCapacityADissertationSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDe铲eeofMasterofEngineeringBYMAJieSupervisedbyProf．JIANGShu—yunMechanicalEngineeringDepa

2、rtmentSoutheastUniversityMav，2014-，，万方数据东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书

3、馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括刊登)论文的全部或部分内容。论文的公布(包括刊登)授权东南大学研究生院办理。研究生签名：《。导师签名L日期：狸醴』!>、万方数据摘要锥形动压螺旋槽轴承承载能力研究研究生：马杰导师：蒋书运教授锥形动压螺旋槽轴承可同时提供轴向、径向承载，具有动压效应显著、稳定性好、结构紧凑等优点，被广泛应用于高速旋转机械。然

4、而，传统锥形动压螺旋槽轴承的承载性能与摩擦功耗性能难以兼顾。因此，本文以提高轴承承载能力，降低轴承摩擦功耗为目标，通过优化锥形动压螺旋槽轴承结构参数，选择合理的轴承／球窝材料配对，对锥形动压螺旋槽轴承进行设计。论文主要内容如下：(1)轴承结构参数设计及性能分析：建立了锥形动压螺旋槽轴承雷诺方程，并运用有限元法求解了雷诺方程：分析了轴承结构参数对其承载能力和摩擦功耗的影响，确定了影响轴承性能的主要结构参数；基于窄槽理论，以提高低速承载能力、降低高速摩擦功耗为目标，运用宽容分层序列法，对轴承主要结构

5、参数进行了优化。(2)轴承承载能力测试装置的研制：研制了一种锥形动压螺旋槽轴承承载能力测试装置，解决了轴承在高速下的摩擦学性能和承载能力测试问题；研制了一套轴承、球窝专用夹具，借助MAd．W1A万能摩擦磨损试验机，解决了轴承在低转速下的摩擦学性能和承载能力测试问题。(3)轴承性能试验研究：运用研制的测试装置，测试了螺旋槽槽深(未刻槽轴承样件、槽深100m轴承、槽深50p,m轴承)及球窝材料(铝青铜CuAI、固体润滑CuCF和CF)对锥形动压螺旋槽轴承摩擦学性能的影响；测试了球窝材料(铝青铜CuA

6、I、固体润滑CuCF和CF)对锥形动压螺旋槽轴承(槽深10岬)承载能力的影响。结果表明，锥形动压螺旋槽轴承的槽深比日取2．4---3．2，螺旋槽倾角口取150～300，槽台对数n取10～20，槽宽比所取1～1．2，槽端半径比冠取0．5较为适当；锥半角a的值应结合轴承的轴向承载能力、摩擦功耗以及尺寸要求进行合理选取；增加槽深是降低锥形动压螺旋槽轴承高速摩擦功耗的有效方法，但轴承承载能力也随之降低，进而增大轴承在混合状态下的摩擦力矩，增加轴承磨损；固体润滑材料CuCF球窝和CF球窝具有优异的自润滑性

7、和良好的机械性能，可有效提高锥形动压螺旋槽轴承承载能力，降低其摩擦功耗。关键词：动压螺旋槽轴承；承载能力；摩擦功耗万方数据ABSTRACTStudyofConicalSpiralGrooveBearing’一一-。__～一‘Load。_carryingCapacityByMAJieSupervisedbyProf．JIANGShu—yunTheconicalspiralgroovebearinghasbeenwidelyusedinhighspeedrotatingmachinesduetoit

8、sgoodstability,compactstructure．stronghydrodynamiceffect,andloadcapacityinbothaxialandradialdetections．However,increasingthebearingload-carryingcapacityisinconflictwithdecreasingitsfrictionpowerloss．Aimingatincreasingthebearingload—carryingcapacityan