文档介绍：开题报告
题目名称
流体动力润滑轴径轴承的动力性能分析及设计
题目来源
B
题目类型
2
导师姓名
徐万福
学生姓名
焉俊杰
班级学号
0901014201
专业
机械设计制造及其自动化
课题背景和意义:
经典的轴承润滑理论是建立在一系列假设上的:被润滑表面是刚性、光滑表面;润滑流体是牛顿流体。在内燃机曲轴轴承中,载荷一直随时间做周期性变化,且载荷及压力的数值比较大,它们均会使轴瓦甚至轴承座产生弹性变形,因此刚性表面的假设不宜做精确研究。另外,在考虑表面弹性的同时,人工生成的轴瓦表面总是粗糙的,在研究最小油膜厚度区域的承载能力时,是不能忽略表面粗糙因素的。与此同时,内燃机工作时,润滑系统将产生一个瞬态温度场,润滑油的粘度、轴瓦表面等等都会随着温度的改变而改变,经典润滑理论的稳态温升计算并不能满足精确的分析要求,如何精确确定轴承工作时的等效油温有待进一步研究。
因此,充分地考虑轴瓦及轴承座弹性变形,并记及润滑表面粗糙度的影响,严格确定润滑边界条件,提高计算精度,对内燃机曲轴轴承进行综合的弹性流体动力润滑分析,对于精确地预测轴承性能,提高内燃机整机的动力性、经济性、可靠性具有十分重要的意义。
二、国内外研究现状:
轴承动力润滑研究由来已久[2]。研究领域从轴承润滑的理论到轴承的材料、结构参数等对一轴承润滑的影响;从研究润滑油的特性对轴承润滑的影响到发动机相关参数对轴承润滑的影响;从理论到实验,研究广泛深入研究轴承润滑特性目的是提高轴承的各方面性能如:耐磨性,耐热性,抗腐蚀性等。确保内燃机中各组件间的良好润滑、正常工作。
如今轴承润滑研究不仅有对润滑油特性的深入探索,还有关于轴承材料对轴承润滑的系统研究;不仅有对轴承润滑理论的深入分析,还有考虑轴承实际结构因素对轴承润滑的研究。
对润滑油的研究主要集中在了润滑油的属性、润滑油添加剂等方面。润滑油的理化属性主要包括粘温特性、粘压特性等。粘度是反映润滑油流动的粘性大小的参数,是决定润滑油膜厚度的主要因素之一,研究表明润滑油的粘度与油温呈非线性变化关系。润滑油的温度升高,粘度下降,这直接影响润滑油的承载能力;而压力与粘度的关系较为复杂:润滑油的粘度受压力增大而逐渐增大,轻载时不明显,重载时必须考虑。此外润滑油中的独特添加剂也是轴承润滑研究中的重点,在润滑油中添加某种特殊添加剂能有效改善轴承的润滑情况。Jagadish Sorab 13]和Stefan Korcek研究了润滑油中含添加剂MoTDC比不含添
加剂的润滑油,轴瓦表面温度更低,低速时尤为明显,并且有添加剂的机油在轴颈与轴瓦间形成了良好的油膜分离,载荷承载能力也有小幅的增加。可见添加特殊添加剂后的润滑油的润滑效果提升较大。
轴承材料也是研究热点方向之一。轴承必须具备高的疲劳强度、良好的摩擦相容性、良好的顺应性、良好的嵌入性、良好的耐一蚀性、高的承载能力等性能。轴瓦一般有两层或三层材料组成,第一层为钢背层,这是轴瓦的基础层,起支撑减磨合金层的重要作用;第二层为减磨合金层,内燃机中的减磨合金层一般是金属材料,主要有巴氏合金(其中分为锡基巴氏合金和铝基巴氏合金)、铜基合金及铝基合金。减磨合金层是轴瓦的重要成分,是轴瓦具有优异性能的主要组成部分。第三层是表面镀层,是另外一层重要材料,它的主要目的是: