双滚子试验机的研制及其性能测试

摘要

目前，航空动力传输系统中航空精密轴承的dn值已超过33106（mm2r/min），随之产生高温、高压、高剪切率等复杂工况，润滑材料在此工况下的流变特性及其行为模式有待研究。该工况下润滑油的剪切率可达104/s以上，而目前通用的流变仪一般在103/s以下，且没有加温加热功能。故本文主要是基于液体润滑剂的旋转流变测试原理，建立和完善覆盖高温、高剪切、高压条件润滑剂流变特性与拖动系数的测试试验平台，为发展苛刻条件下合成润滑材料的润滑性能分析提供基础。
　　本文讨论了弹流润滑状态的判定方法，对各种流变模型进行论述并对其进行了对比分析，讨论了典型的弹流拖动曲线，最后阐述了拖动力的产生以及拖动力的计算。
　　确定了双滚子试验机的性能指标，并根据试验机的性能指标确定了试验机机械系统的设计方案。对试验机进行了结构设计，并利用三维建模软件Pro/Engineer建立了试验机机械部分的三维模型。
　　利用ANSYS Workbench对主轴进行静态分析，得出其在最大载荷作用下的应力、应变和变形；对主轴进行模态分析，计算得出主轴前六阶固有振型和固有频率，主轴前六阶固有频率远远大于主轴最高转速对应的频率，设计可以有效避开共振区，保证试验装置的正常运转。
　　设计了试验机的主要组成部分。试验机的主要组成部分包括：滚子试件、动力系统、加载系统、供油和回油系统及信号采集系统。
　　对试验机进行整机装配与调试，并对试验机的测控系统进行测试，试验机能够达到设计的性能指标。测试了航空润滑油4050在滚子试件之间的接触压力1.2GPa、滚子试件的滚动速度为15m/s和润滑油温度为27℃工况下的拖动系数并与经验公式拟合所得的曲线进行比较，分析了试验机测试误差的来源，并最终确定了引起误差的主要因素为滚子试件之间未能达到完全润滑状态。

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第1章 绪 论

1.1课题的来源及研究的目的和意义

1.2国内外研究现状

1.3本文主要研究内容

第2章 滚动轴承中的润滑剂流变特性

2.1引言

2.2弹性流体动力润滑状态

2.3润滑油的流变模型

2.4典型的弹流润滑拖动力曲线

2.5滑滚摩擦副中的润滑剂拖动力

2.6本章小结

第3章 润滑剂拖动力测试试验装置方案设计

3.1引言

3.2试验装置方案

3.3试验机主轴的力学特性分析

3.4本章小结

第4章 试验机系统设计

4.1引言

4.2试验机系统方案设计

4.3滚子试件

4.4动力系统

4.5加载系统

4.6供油和回油系统

4.7数据采集系统

4.8本章小结

第5章 试验机的安装调试与测试性能验证

5.1引言

5.2机械系统的装配调试

5.3试验台控制系统的性能测试

5.4试验台测试性能验证

5.5本章小结

结论

参考文献

声明

致谢