摘要
我国是轴承需求和生产大国，而滑动轴承作为各旋转机械设备的“关节”，在航空发动机、船舶舰艇、机械制造、发电设备以及石油化工装备等领域有着举足轻重的作用。随着全球工业化水平的飞速发展，各类机械设备日益趋于大功率、高转速、重载荷的复杂工作场景，传统滑动轴承在减振、承载和寿命方面很难满足其使用要求。流体支承可倾瓦轴承因其具有动、静压双层油膜和静压孔结构而具有更佳的承载能力及更大的刚度和阻尼，因此被广泛用于电厂、船舶推进器、舰艇涡轮机等机械中。但国内对此类轴承的研究尚且处于起步阶段，目前关于此类轴承的设计缺乏相关的成熟理论，难以获得可靠的试验数据提供参考。 基于上述情况,本论文以内径125mm的三瓦流体支承可倾瓦轴承为研究对象,以探究和测试轴承在模拟实际工程中润滑性能参数规律为研究目标，以动、静压层流量平衡状态下的二维雷诺方程为基础，基于MATLAB软件建立了轴承的数值计算模型，重点探究了转速和外载荷对轴承的油膜压力、温升和轴心轨迹等参数的影响。本文研究的具体内容如下: （1）流体支承可倾瓦轴承的数值计算理论研究。对流体支承可倾瓦轴承各阶段油膜形成机理进行分析，推导了其双层油膜厚度方程，以内、外层流量平衡为条件，基于MATLAB建立了轴承的数值计算模型。计算结果与文献结果一致，其中，最大动压油膜压力和静压腔油膜压力相对误差分别仅为2.98％和5.58％。 （2）倒置式流体支承可倾瓦轴承试验台的设计和搭建。根据试验要求确定试验台的整体设计方案，采用SolidWorks软件完成零件的三维设计及校核和整机的装配，完成压力、温度和位移传感器硬件选型及方案布置。基于LabVIEW编写了轴承性能测试软件，并在西门子触摸屏上完成试验台控制系统的开发。 （3）流体支承可倾瓦轴承润滑性能的试验与分析。对内径125mm的三瓦流体支承可倾瓦轴承，分别在500、1000、1500、2000r/min转速和300、1300、2300N载荷进行油膜压力、温升和轴心轨迹测试试验。在试验各工况中，油膜压力和静压孔处压力最大值分别为1.472MPa和0.776MPa,且转速对轴承承载性能影响比外载荷更明显。其中，油膜平均温升最大值约为18℃,且近似与转速呈线性关系。在试验中，仅500r/min工况时转子存在少量不对中和动不平衡现象，而其他工况下仅存在少量动不平衡现象，且随着转速不断提高，其轴心轨迹逐渐接近圆形。
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