高速滚动轴承油气两相流润滑实验研究

摘要

随着现代工业的发展，高速轴承的应用越来越广泛，并且使用条件越来越苛刻，保持轴承使用性能的正常发挥越显重要。本课题结合江苏省十五科技攻关项目(BE2004025)，对磨床用高速电主轴轴承进行了油气润滑实验研究，为合理确定电主轴润滑参数提供了依据。 1.在原有基础上改进研制了高速滚动轴承油气润滑实验台，使其具有结构紧凑，拆装更换部件方便，可实验不同型号轴承，对安装精度要求不高，适应性好等优点。实验部分利用两套实验台展开，并将结果进行了比较。利用原实验台分别进行了32＃、46＃和68＃抗磨液压油在10000rpm、15000rpm、20000rpm、25000rpm和管道长度分别为1m、3m、5m、7m、9m、11m情况下的单因素实验，总结了影响规律。 2.进行了正交实验，以润滑油类型、润滑油量和管道长度为实验因素，研究了在10000rpm和20000rpm转速下的最低温升组合，得到了影响温升的主要因素、次要因素和摒弃因素，依此找出降低轴承温升的方向。利用新实验台进行了预紧力对温升影响的实验，得出在转速一定时，预紧力在一定范围内变化对轴承温升影响不大，步进加载比一步加载时温升低，这对提高加工速度具有一定指导意义。油气调温装置对轴承温升影响非常大，较低的气温有利于降低轴承温升。 3.利用经典热力学理论和ansys软件对轴承的温升进行了计算，并将计算结果与实验结果进行对比，认为实验结果是比较科学的。

目录

文摘

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第一章 绪论

1.1课题研究背景意义

1.1.1摩擦磨损研究

1.1.2轴承润滑研究

1.1.3油气润滑效果研究

1.2课题研究内容

1.2.1文献综述

1.2.2理论研究

1.2.3实验台设计与实验研究

1.3本文研究内容及方法

第二章 实验台的研制情况及相关知识介绍

2.1概述

2.2国内外同类实验台介绍

2.3实验台结构及关键部位介绍

2.3.1原实验台结构

2.3.2柔性轴实验台结构

2.3.3两套实验台的比较

2.3.4关键部件介绍

2.4实验所需外围设备及整体布局

2.4.1外围设备

2.4.2整体布局

2.5油气润滑技术的基本原理及特点

2.6油气管道中的油气两相流特性

2.6.1沿管道的压力变化特性

2.6.2油膜层厚度沿管道变化特性

2.6.3截面含气率的变化特性

2.6.4管道中的油膜受力分析

2.7本章小结

第三章 油气润滑实验研究

3.1概述

3.2滚动轴承的摩擦与失效形式

3.3滚动轴承的润滑机理

3.4高速轴承的润滑方式

3.5油气润滑系统

3.6油气润滑单因素实验及分析

3.6.1供油间隔实验

3.6.2管长实验

3.6.3预紧力实验

3.7正交实验研究与分析

3.7.1 10000rpm和20000rpm时的正交实验

3.7.2正交实验结果分析

3.7.3正交实验结论

3.8管道材料对油气润滑性能的影响

3.9对左右轴承温升的对比

3.10基于新实验台的油气润滑研究

3.10.1预紧力对轴承温升的影响

3.10.2加载方式对轴承温升的影响

3.10.3空气温度调控对轴承温升的影响

3.10.4新实验台左右轴承温差研究

3.11本章小结

第四章 轴承温升的理论分析

4.1概述

4.2轴承热源分析

4.3轴承发热量的计算

4.4油气润滑轴承的边界条件分析

4.5轴承温升的有限元分析

4.6理论温升与实验的对比分析

4.7本章小结

第五章 总结与展望

致 谢

参考文献

附 录

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