【摘 要】
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水润滑动压螺旋槽轴承具有承载能力大、摩擦功耗低、动态稳定性好等技术优势,在旋转机械中有广泛的应用前景。水润滑动压螺旋槽轴承在启动阶段,存在磨损风险,当转速较高时,由于离心效应而带来润滑介质从外缘进入轴承间隙受阻的问题。为解决上述问题,本文提出了一种常压供水新型带小孔节流器水润滑动压螺旋槽轴承,研制了水润滑动压螺旋槽轴承性能测试试验装置,开展了水润滑动压螺旋槽轴承性能测试研究。主要工作内容如下:(1
【基金项目】
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国家自然基金项目(No.51635004);
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水润滑动压螺旋槽轴承具有承载能力大、摩擦功耗低、动态稳定性好等技术优势,在旋转机械中有广泛的应用前景。水润滑动压螺旋槽轴承在启动阶段,存在磨损风险,当转速较高时,由于离心效应而带来润滑介质从外缘进入轴承间隙受阻的问题。为解决上述问题,本文提出了一种常压供水新型带小孔节流器水润滑动压螺旋槽轴承,研制了水润滑动压螺旋槽轴承性能测试试验装置,开展了水润滑动压螺旋槽轴承性能测试研究。主要工作内容如下:(1)完成了常压供水新型带小孔节流器水润滑动压螺旋槽轴承结构的创新设计。(2)完成了水润滑动压螺旋槽轴承性能测试试验装置的研制,包括试验台驱动系统、主轴支承系统、轴向加载系统、供水系统、轴承性能参数测试系统。(3)开展了常压供水下新型和传统水润滑动压螺旋槽轴承性能对比测试研究。测试了不同转速和轴向载荷下的轴承的启动性能和静态特性参数;分析了转速和轴向载荷对轴承性能的影响,探讨了新型水润滑动压螺旋槽轴承性能提升的机理。研究结果表明:(1)本文研制的水润滑动压螺旋槽轴承性能测试装置具有摩擦扭矩和水膜厚度测试精度高、轴向加载方便、振动量小等优点,解决了卧式试验台测试摩擦扭矩的技术难题,为水润滑动压螺旋槽轴承性能测试提供试验条件。(2)在边界润滑和混合润滑状态下,新型轴承的摩擦力矩和摩擦系数都低于传统轴承;在一定的轴向载荷范围内,新型轴承的从混合润滑状态向流体动压润滑状态的转化速度低于传统轴承,在10N轴向载荷下,新型轴承的润滑状态转化速度低于50rpm;在流体动压润滑状态下,新型轴承的水膜厚度和流量均高于传统轴承,摩擦扭矩低于传统轴承;新型轴承采用小孔垂直于轴承表面供水,可望解决动压螺旋槽轴承在高速运行时,由于离心效应而带来的润滑介质从外缘进入轴承间隙受阻的问题。(3)常压供水新型带小孔节流器的水润滑动压螺旋槽轴承具有静压效应,部分平衡轴承的轴向载荷,提升了轴承的启动性能和静态特性,且成本低廉,可望用于轻载水润滑动压螺旋槽轴承。
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