高速水润滑动压螺旋槽轴承的空化实验研究

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1、学校代码：10286分类号：TH133.37密级：公开UDC：621学号：150270高速水润滑动压螺旋槽轴承的空化实验研究研究生姓名：刘鑫导师姓名：张赤斌申请学位类别工学硕士学位授予单位东南大学一级学科名称机械工程论文答辩日期2018年6月6日二级学科名称机械电子工程学位授予日期2018年月日答辩委员会主席徐江评阅人Y201801150AY201801150B2018年6月6日硕士学位论文高速水润滑动压螺旋槽轴承的空化实验研究专业名称：机械工程研究生姓名：刘鑫导师姓名：张赤斌ExperimentalStudyonCavita

2、tionofHigh-speedWater-lubricatedDynamicPressureSpiralGrooveBearingsAThesisSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYLIUXinSupervisedbyProf.ZHANGChi-binSchoolofMechanicalEngineeringSoutheastUniversityApril2018摘要高速水润滑动压螺旋槽轴承的空化实验研究研究生：刘鑫

3、指导老师：张赤斌教授（东南大学机械工程学院，南京）摘要为提升高速轴承的性能，目前国内外主要研究高速水润滑螺旋槽轴承。然而，润滑介质的空化现象使轴承的使用寿命降低、磨损加剧、噪声增强。为此，需提升轴承的抗空蚀性能，同时考虑到静压轴承外设昂贵的问题，本文将深入研究高速水润滑动压螺旋槽轴承的空化现象。首先，阐述了高速水润滑轴承研究的背景及意义，综合国内外现状分析了空化现象的原理、影响、研究方法，结合高速水润滑动压螺旋槽轴承的基本工作原理，完成了实验的总体方案设计。按照实验要求，设计并制造出高速水润滑螺旋槽动压径向滑动轴承的空化实验装

4、置和推力滑动轴承的空化实验装置，结合各部件的功能，将装置分为驱动部件、轴承部件、图像采集系统等部分，并逐个介绍。其次，基于推力轴承空化实验装置，完成安装、调试、实验等操作；对于径向轴承空化实验装置，提出了空化气泡展开面的面积计算方法。实验中，读出拉压传感器的数值，绘出摩擦扭矩随轴承转速变化的曲线，借助高速摄影法拍摄得到空化现象的图片。最后，基于空化图片进行了一系列图像预处理，编程实现了两种椭圆检测的算法，并对检测效果进行比较。且改进了一种重叠椭圆轮廓检测算法，成功将重叠的椭圆分离。最后进行数据处理，绘制分布曲线，总结分析了空化

5、气泡的尺寸、分布规律。关键词：高速水润滑动压螺旋槽轴承，空化现象，高速摄影法，图像处理，气泡分布IAbstractExperimentalStudyonCavitationofHigh-speedWater-lubricatedDynamicPressureSpiralGrooveBearingsCandidateforMaster:LIUXinSupervisor:Pro.fZHANGChi-bin(SchoolofMechanicalEngineering,SoutheastUniversity,Nanjing)Abstr

6、actInordertoimprovetheperformanceofhigh-speedbearings,currentresearchathomeandabroadaremainlyonhigh-speedwater-lubricatedspiralgroovebearings.However,thecavitationphenomenonofthelubricatingmediumreducesbearingperformance.Therefore,itisnecessarytoimprovetheanti-cavit

7、ationperformanceofthebearing.Sothecavitationphenomenonofhigh-speedwater-lubricateddynamicpressurespiralgroovebearingswillbestudiedindepth.Firstly,thebackgroundandsignificanceoftheresearchonhigh-speedwater-lubricatedbearingsaredescribedandresearchmethodsofcavitationp

8、henomenonareanalyzed.Combinedwiththebasicworkingprincipleofhigh-speedwater-lubricateddynamicpressurespiralgroovebearings,overalldesignofth