船用水润滑橡胶轴承动力润滑特性及其应用

摘要

水润滑橡胶轴承广泛应用于水轮机、水泵、船舶螺旋桨轴和涡轮钻机等传动系统中。本文以螺旋桨转子系统的舰尾后轴承为研究对象，讨论了板条式水润滑橡胶轴承的润滑特性，主要工作及结论如下：
　　1、采用有限元方法分析舰尾后轴承的受力及各部分应力应变的分布规律，结果表明，受力越大的板条，越靠近螺旋桨的位置其轴向的应力变化越明显；周向受力较大部分的分布规律类似于抛物线；然后结合橡胶板条的实际结构情况，对在重力作用下，螺钉孔周围的橡胶受力情况做了进一步研究，所得结果为螺钉孔周围与轴颈接触的橡胶普遍大于与轴套接触的橡胶。
　　2、从理论入手分析了在不考虑轴承弹性变形的情况下，轴承受力与偏心率、周角、膜厚及转速的关系，结果显示，轴承所受到压力峰值随偏心率的增大而增大。在不同轴承间隙下，偏心率在较小的范围内变化时摩擦力变化比较平缓，当偏心率大于某一数值继续增大时，摩擦力会快速增大。
　　3、考虑了橡胶轴承在润滑水膜动压作用下的弹性变形，首先分析没有导水槽的橡胶轴承在工作情况下的受力，然后分析了常用的凹面V型的润滑特性。所得结论为，在弹流润滑分析中，转速与橡胶的受力并非简单的线性相关，转速是橡胶受力的主要因素，而轴承的结构对橡胶板条的总受力影响不大，却对应力分布情况起关键作用。
　　4、主要研究了不同结构橡胶轴承的动力润滑特性，重点讨论了流场分布及橡胶板条的受力。分析结果表明，转速越大流场越紊乱，且橡胶板条的受力越均匀；梯形导水槽利于排水，在同样的偏心率和转速下，平面型的板条承载力要好于凹面型和凸面型。

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1绪论

1.1研究背景及意义

1.2国内外的研究动态及发展趋势

1.3研究方法及内容

2水润滑橡胶轴承的接触分析

2.1接触分析的有限元方法

2.2橡胶轴承的应力应变

2.3小结

3滑动轴承的稳态流体动力润滑特性

3.1引言

3.2稳态流体动力润滑特性

3.3小结

4橡胶轴承润滑特性

4.1弹流理论基础

4.2流固耦合分析

4.3 CFX仿真分析

4.4无槽橡胶轴承的润滑特性

4.5凹面V槽的润滑特性

4.6小结

5结构对水润滑橡胶轴承润滑特性的影响

5.1水润滑橡胶轴承结构

5.2 U型槽润滑特性研究

5.3梯形槽润滑特性研究

5.4小结

6总结与展望

6.1总结

6.2展望

致谢

参考文献

附录