油液动压径向轴承性能设计计算开题报告

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1、开题报告油液动压径向轴承性能设计计算1选题的背景、意义油膜轴承在我国应用比较早,在20世纪50年代初期,我国鞍钢冷轧机厂的可逆轧机装备了油膜轴承。使用传统工艺,轧制压力不大,轧速也低,润滑系统简单,运行技术水平也相对比较低。在现代机器生产中,机器越来越向高速度和大功率的方向发展,对轴承性能的要求也越来越高,越来越多的轧机由滚动轴承改为油膜轴承,许多大型机械如水轮机等也都采用油膜轴承[1]。2相关研究的最新成果及动态当今国际上流行的油膜轴承主要是由:MOR2GOIL轴承、MESTA轴承、前苏联轴承、中国轴承和德萨轴承,他们

2、都独立地发展了好多年,作了很多的改进,都有自己的风格。但是在科学发展迅速的今天,各个学科互相渗透,油膜轴承也互相靠近[2]。(1)MORGOIL轴承此轴承是由摩根公司在1928年至1930年独立研制成功,并已装备在自己公司制造的轧机上。通过对半个多世纪的开发研究、设计制造及使用经验等的总结,不断的改进,日益完善。现在它已被广泛地应用在热、冷板、带材连轧机及连续线材轧机等黑色及有色金属轧机上,居于世界的领先地位[3]。(2)MESTA轴承MESTA轴承公司最早生产的也是MORGOIL轴承,但后来分离出来,成为世界上一大轴承

3、体系。它与MORGOIL轴承除了结构上不同之外,同时也花费了相当大的人力、财力进行产品开发[4]。(3)前苏联油膜轴承　他们自己称为液体摩擦轴承,早在50年代初,就已经成功地应用在各类轧机上,取得了很大的成绩[5]。(4)国内油膜轴承国内油膜轴承则是在苏联轧机轴承的基础上发展起来的[6]。3课题的研究内容及拟采取的研究方法（技术路线）、研究难点及预期达到的目标研究方法：根据液体润滑Reynolds方程，采用差分方法，利用Matlab语言编程，计算轴承承载力，分析轴承性能。采用数值方法，掌握液体动压径向轴承性能的数值分析方

4、法[7]。技术路线：对于将来的研究，可以总结为以下几点(1)对油膜厚度的研究：油膜起着承受载荷减少摩擦以及减少磨损的作用,对油膜厚度的研究直接影响了油膜轴承的承载能力、油膜稳定性等方面,目前这方面的研究包括:油膜厚度的合理计算、雷诺方程的求解计算、最小油膜厚度的合理确定(经济加工精度)以及最小油膜厚度分布状态的研究[8]。(2)对于油膜轴承新结构的研究：油膜轴承的结构影响了油膜的分布,随着机械朝高速化、大型化的发展,对油膜轴承的可靠性、安全性和稳定性有了更高的要求,除了传统的结构类型如圆轴承、错位圆轴承、椭圆轴承、可倾瓦

5、轴承及多油叶轴承等之外,一些新类型的轴承也不断的推出:如圆与椭圆复合、瓦面上开设多种沟槽及具有复杂型线的特种轴承、变阶梯结构自适应径向滑动轴承的研究等[9]。(3)对油膜轴承动力特性的研究：从动力学来说,油膜会影响转子的临界转速、转子不平衡所引起的振幅、过临界转速时的共振放大倍数,同时还会影响转子系统的稳定特性。油膜在这些问题中通常起着弹簧和阻尼的作用,可以简化成线性化的弹簧常数和阻尼特性,它们的动力学计算和稳定性问题都非常重要[10]。(4)对油膜轴承油膜稳定性方面的研究：油膜稳定性即油膜在一定转速下是否保持原状的特性

6、。油膜轴承一旦发生油膜失稳,将会很快进入突发性的油膜振荡,将破坏油膜轴承的稳定运转,导致承载力不稳,转子转动不平衡,甚至很快损伤油膜轴承。对油膜轴承稳定性的研究主要包括油膜稳定性准则、油膜稳定机理及“失稳角速度”的计算等[11]。(5)油膜轴承的测试技术探讨：油膜轴承由于结构紧凑,密封严格,承载力大,因此对于油膜的轴承各种参数的测试方法和各种传感元件的合理布置以及设计都需要很高的设计技术,新的测试技术和测试方法不断地被利用[12]。测试的内容有:油膜厚度的测试、油膜力的测试、油膜温度场的测试、油膜动力刚度系数和阻尼系数的

7、测试等[13]。(6)其他方面的更深入的研究如油膜轴承的密封、防止磨损、润滑油的性能、正确的装配与合理使用等,这些方面的研究必将使油膜轴承系统朝着更加完善,更加合理的方向发展[14]。研究难点：宽径比对轴承油膜压力的影响，轴瓦宽度与轴颈直径之比B/d称为宽径比,它是径向滑动轴承中的重要参数之一,宽径比小,有利于提高运转稳定性,增大端泄量以降低温升,但是轴承的宽度减小,轴承承载能力也随之降低。为了更加直观地说明上述结论,在轴承其他条件不变的情况下,只改变宽径比的大小(即分别取宽径比等于0.3,0.7,1.1,1.5),得到

8、的油膜压力(无量纲)曲线如图1所示。从图中可以清楚地看到宽径比越大则油膜压力越高[15]。偏心率对滑动轴承油膜压力的影响：在Reynolds方程无量纲式中还有另外一个重要的参数,那就是偏心率。确定偏心率的大小需要通过轴承承载系数和宽径比。轴承的承载系数是一个影响滑动轴承油膜压力的综合因素,它是由润滑油的动力粘度、外载