油液动压径向轴承设计及计算【开题报告】

毕业设计开题报告

机械设计制造及自动化

油液动压径向轴承设计及计算

1、选题的背景、意义

流体动压径向滑动轴承具有承载能力大、功耗小、耐冲击、抗振性好、运转精度高等突出的优点。所以，在高速、低速以及高速精密的旋转机械中应用十

分普遍，而且成为旋转机械的重要部件。比如在汽轮机组、舰船主动力机组、石油钻井机械、轧机及各类大型机床中都有广泛的应用，而且成为这类机械的关键部件之一。在这些机器中，径向滑动轴承的性能优劣直接影响或决定了整台机器的性能和效率。比如在汽轮发电机组中，性能优良的滑动轴承可以减少停机检修的次数，烧瓦的可能性也低得多。

轴承基本参数(轴径的长径比、半径间隙、偏心距和轴承包角等)的变化，对轴承的静动态特性会产生很大的影响。另外，实际工作中的滑动轴承，由于加工、安装误差等因数，其工况条件与理论分析时所考虑的理想工况有很大差距，这种情况下，轴承的一些性能参数会发生变化。

2、相关研究的最新成果及动态

我国轴承行业发展到现在，已具备相当的生产规模和较高的技术、质量水平。具有一定规模的轴承企业已发展到1 500余家，职工人数壮大到近80万人，轴承年产量从1 949年的1 3．8J5套增加到目前的20多亿套，轴承品种累计从1 00多个增加至7000多个，规格达28000多个。

近1 0年来国外轴承知名公司(如SKF、FAG、NSK、NBM 、 KOYO、T JM KEN、TORRlNGTON等)先后在我国投资办厂，对我国轴承设计技术水平的提高，生产工艺和生产管理的规范、生产装备水平的现代化、产品的质量和使用性能的提高等方面起到了很大的推动作用。2OO亿元，年出口量逾7．7亿套，出口创汇约达7

亿美元，世界排名第4，满足国内所需产品品种的70％以上，满足所需数量90％以上，出口量也以较高的比例递增。在我国跨入世界轴承生产大国行列的同时，轴承工业依然存在低、散、差的问题普通微型、小型、中小型深但另一方面，我国轴承生产企业也面临来自国外知名轴承公司的激烈竞争和挑战，其结果必将加速我国轴承工业的产业结构和严品结构的调整步伐，真可谓机遇与挑战并存、生产与发展同在。

如何抓住机遇，提高企业的生存能力，在生存的同时如何求得持续、快速的发展是摆在我国轴承行业面前不可回避、也无法回避的问题。目前，我国轴承产量达2O亿套以上，产值已超过沟球轴承仍在大量低水平重复生产，导致严重供过于求，由于市场竞争激烈，价格大战愈演愈烈。如果这种情况长期地持续下去，势必要影响到整个轴承行业技术改造和技术进步，影响我国的轴承产品在国际上的声誉，严重制约我国轴承工业的健康发展。质量要求严、技术附加值高的轴承仍需要大量的进口。例如轿车轴承、高速、准高速铁路轴承，各种进口设备维修用轴承，部分高精度、高附加值和在特殊工况条件下使用的专用轴承供应缺口较大，我国生产的轴承产品在性能与价格比、高精度、低噪音、长寿命与高可靠性等方面与国外知名企业存在着较大的差距。

在石油钻井中，滑动轴承牙轮钻头的应用日益增多，但轴承的工作环境却相当恶劣。为了提高钻头滑动轴承的工作寿命，并为这类轴承的设计提供科学依据，针对其实际应用工况，1995年清华大学的邵天敏呻设计制造了一种IPG．2型滑动轴承实验台。该实验台可以进行滑动轴承摩擦扭矩、摩擦系数、磨损和轴承温升的测量，也可以进行其他类型的低速、重载径向滑动轴承的实验。利用该实验台在30kN、40kN和50kN的3种载荷条件下，对牙轮钻头镶嵌铜合金的滑动轴承进行了台架试验研究，着重考察了铜合金镶嵌区尺寸之大小对轴承摩擦磨损性能的影响。

1995年上海大学孙美丽针对全轴承的定常和非定常工作情况，设计制造了一台对中旋转、不对中旋转及混合型旋转的轴承实验台，并在此实验台上进行了这三种旋转类型的轴承内油膜分布实验研究。该实验台具有可以调节静偏心量和动偏心量及轴颈在轴承中位置的机构，因此可以观察到不同静、动载荷搭配情况

下轴承油膜破裂的情况。该实验台电机最大转速2000rpm ，研究中使用直径φ59．00mm 和φ59．10mm 两种轴颈。

西安交通大学阳1于1995年设计制造了液压加载流体动压滑动轴承用于径向滑动轴承的静特性研究。该实验台主轴转速可在100rpm 至3000rpm 无级调整， 实验轴承内径50mm 。该实验台专门设计了平移机构来实现传感器对整个轴承宽 度的压力测量。实验选用宽径比O ．6、1、1．2三种规格来测量宽径比对油膜压力分布的影响。液压加载力可在100N 至2000N 间调整，从而达到变载荷下的测量。选取相对间隙ψ分别为O ．0016、0．0022和0．0032的三种轴瓦来研究相对间隙对压力分布的影响。

1997年西安交通大学的姜歌东和徐华阳1在200mm 实验台上对300MW 汽轮 机组中的两种支承轴承(上瓦开槽圆轴承和上瓦开槽椭圆轴承)按比例缩小模型 进行了实验研究，测试了不同工况下这两种轴承的动、静特性。通过与理论计算 值的比较，进一步证实了实验结果和理论计算的一致性，为研究不同结构径向滑 动轴承对汽轮机组稳定性的影响提供了基础。

2000年上海大学设计制作了一套较为完善的多因素固液界面滑移特性实验装置，可用于进行不同场压力、不同转速、间隙等条件下的滑移特性试验。应用这套试验装置对金属材料及EMP 材料的边界滑移特性进行了多组对比试验。该装置使用杠杆加载机构对轴承加径向载荷，因此加载范围仅为O ．5～10KN 。载荷最小变化量T ∆=0．5KN 。调速系统使用变频器加变频电机的方案，但频率变化最小值为m in f ∆=o ．1Hz ，电机转速最小改变值为min n ∆=3rpm ，本质上仍属于有级调速。

哈尔滨工业大学为了实现滑动轴承动压油膜承载力曲线和摩擦特性曲线的测量和描绘，于2002年设计了新型滑动轴承实验台。通过计算机软件编程控制轴承加载力的大小，加载力在0～1000N 内可调，可调最小量10N ；计算机控制直流电机的调速，转速0～1500rpm 内可调。采用Visual Basic 语言，在VisualC++