滚动转子式压缩机曲轴/滚子接触应力分析及磨损寿命预测

摘要

滚动转子式压缩机转子轴承系统在运行过程中，经常会出现曲轴轴颈、偏心部的磨损问题，这与曲轴所受的载荷分布状态密切相关。因此，研究压缩机曲轴的动应力变化、分析其磨损状况、预测其测磨损寿命，对提高曲轴磨损性能具有非常重要的意义。
　　本论文以滚动转子式压缩机转子系统为研究对象，通过测量曲轴磨损表面形貌特征，分析曲轴磨损表面的金相微观形貌特征，确定曲轴的磨损类型。在此基础上，基于接触理论，建立压缩机转子系统的接触应力学分析模型，重点分析曲轴偏心部—滚子接触对。通过改变轴承偏心部外圆与滚子内圆之间的直径间隙增量来模拟不同的磨损量。实验测量了下法兰试件不同工况下质量磨损量。在此基础上，拟合得到了线磨损率与表面压力的关系式。通过分析曲轴磨损机理，建立磨损寿命计算理论公式。对比分析了曲轴偏心部/滚子不同的接触间隙增量时曲轴的磨损寿命预测值。
　　研究结果表明：压缩机曲轴主要的磨损类型为粘着磨损；磨损量增加，作用在曲轴偏心部外圆面上的应力也随之增大；曲轴相关节点应力的变化规律基本一致，呈现出周期性的变化；接触总应力和接触压力的变化也具有周期性；实验测得的下法兰磨损率公式适用于曲轴；随着磨损量的增加，作用在曲轴偏心部的接触应力也随之增加，磨损寿命值缩短。

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1绪论

1.1课题研究背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3主要研究内容

2基础理论

2.1磨损机理分析

2.2压缩机曲轴磨损类型的判定

2.3接触理论分析

2.3本章小结

3接触对瞬态应力分析

3.1引言

3.2数值建模

3.3计算结果分析

3.4本章小结

4曲轴磨损寿命预测

4.1曲轴磨损率分析

4.2曲轴磨损计算理论公式

4.3曲轴磨损寿命理论公式

4.4曲轴磨损寿命计算实例

4.5曲轴磨损寿命预测计算

4.6本章小结

5工作总结及展望

5.1全文总结

5.2展望

致谢

参考文献