滑动轴承油气润滑气流通道结构对冷却性能影响的研究

摘要

轴承是机械设备中起导向和支撑作用的关键零部件。其中，滑动轴以其高承载能力、摩擦系数低、抗冲击能力强等优点在大型设备中得到了广泛应用。伴随着我国制造业的升级过程，工业生产对机械设备的功率、转速、温升、自动化程度均提出了更高要求。在工作环境较为恶劣的情况下，滑动轴承可能会有因温升过高而引发润滑失效的危险。
　　作为目前最先进的润滑方式之一，油气润滑可以有效降低润滑失效的风险，但在应用于滑动轴承时仍存在一定技术障碍。本文以理论分析、数值模拟和实验验证相结合的方式，在提出了滑动轴承油气润滑气流通道结构改进方案后，对流道结构各参数与内部流场、冷却性能间的关系进行了详细的理论研究和实验验证。论文主要内容如下：
　　首先，在回顾油气润滑技术发展的基础上，结合滑动轴承自身特点与现有强化换热的技术，给出了提升其冷却性能的优化方案，并结合流场特性和换热理论建立了 CFD仿真的数学模型。
　　其次，以油气进口区域为对象，先分析了周向上出口布置形式和突扩结构对换热性能的影响；后在轴向上以单入口射流开始，逐步分析入口数量与润滑油分布的关系。
　　第三，对出流通道结构进行了优化，在比较了5种扰流的方式和3种壁面结构的不同流场特性后，详细计算分析了圆柱扰流和矩形齿槽各项结构参数对换热强度的影响。
　　最后，自行搭建了一套油气润滑系统，并在改进的M2000-A摩擦磨损试验机上对不同结构轴承进行了温升实验。通过实验结果验证了滑动轴承油气润滑流道结构优化方案的可行性。

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第1章绪论

1.1课题研究的背景与意义

1.2油气润滑研究的发展

1.3滑动轴承油气润滑理论

1.4滑动轴承油气润滑过程的温升控制

1.5滑动轴承内部强化换热的途径

1.6本文主要研究内容

第2章滑动轴承油气润滑和换热理论

2.1流体动压润滑

2.2 滑动轴承换热分析

2.3数值模拟相关理论

2.4本章小结

第3章 油气进口区域结构对冷却性能的影响

3.1 计算模型

3.2周向截面槽道设计及其冷却性能比较

3.3轴向槽道对冷却性能影响及设计准则

3.4本章小结

第4章出流通道结构与换热性能间关系研究

4.1出流通道形式与对流换热数学模型

4.2内部扰流元件对换热影响

4.3壁面结构对换热影响

4.4本章小结

第5章滑动轴承不同结构轴瓦油气润滑温升试验

5.1 实验装置和实验方案

5.2实验结果与分析

5.3本章小结

结论

参考文献

致谢