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固定倾角滑块轴承的润滑油膜厚度测量

作　者: 马冲
导　师: 郭峰
学　校: 青岛理工大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 面接触流体动压润滑油膜厚度光干涉
分类号: TH117.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 20次
引　用: 1次
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内容摘要

本文主要针对固定倾角滑块轴承形成的面接触润滑油膜的测量问题进行了研究。介绍了自主开发的一种面接触润滑油膜厚度测量系统。该系统在一定载荷下以静止的滑块平面和旋转的光学透明圆盘平面形成流体动压润滑油膜,利用光干涉方法对润滑油膜的最小厚度值进行测量。微型滑块工作面为高反射率研抛平面,光学透明圆盘表面镀有析光薄膜。利用一种柔-刚性结构对微型滑块进行定位,可实现滑块平面对圆盘平面倾角的任意调节和动态保持。对油膜厚度的测量误差进行了系统分析,提出了误差修正的策略。提出了动态条件下维持两润滑表面楔形角稳定的调节技术,并建立了该调节技术的动力学模型。使用该测量系统可以获得在不同的滑块倾角,不同速度和不同载荷下的面接触润滑油膜。完成的测量结果与经典润滑理论有较好的一致性。该系统提供了一种新的低副面接触油膜润滑的测量手段。利用上述面接触润滑油膜测量系统,研究了固液润湿性对流体动压润滑油膜厚度的影响。固液的润湿性通过接触角判定,不同材料的滑块平面和润滑液体形成不同的界面。在保持载荷和面接触楔形角不变的条件下对油膜厚度-速度关系进行了测量。结果表明,当固液润湿性明显降低时,测量得到的油膜厚度出现明显降低。最后,对固定倾角滑块轴承油膜厚度进行了数值计算,分析了速度、载荷对润滑油膜厚度和压力分布的影响。就油膜厚度与实验结果进行对比,两者取得良好的定性一致性。对于实验中观察到的界面效应,应用界面滑移理论进行了初步分析。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-9
物理量名称及符号表  9-11
第1章绪论  11-22
  1.1 引言  11-13
  1.2 面接触润滑油膜的实验测量现状  13-17
  1.3 边界滑移的实验研究现状  17-20
  1.4 本文的主要研究内容  20-22
第2章实验装置及技术  22-41
  2.1 实验装置  22-34
    2.1.1 测量系统整体结构  22-24
    2.1.2 伺服控制系统  24-30
    2.1.3 图像采集系统  30-33
    2.1.4 光源系统  33-34
  2.2 调节装置及技术  34-37
    2.2.1 倾角调节装置  34-35
    2.2.2 倾角调节技术  35-36
    2.2.3 倾角调节原理  36-37
  2.3 油膜测量技术  37-38
  2.4 测量误差分析  38-40
  2.5 小结  40-41
第3章平行滑块轴承油膜厚度的初步测量  41-49
  3.1 试验材料及条件  41
  3.2 初步测量结果  41-48
    3.2.1 不同倾角和载荷的干涉图像  41-42
    3.2.2 油膜厚度曲线测量  42-46
    3.2.3 不同表面对油膜厚度的影响  46-48
  3.3 总结  48-49
第4章固液润湿性对流体动压润滑薄膜的影响  49-59
  4.1 实验材料及条件  49-52
    4.1.1 自组装膜的概念及FAS 膜制备过程  49-51
    4.1.2 试样及润滑油  51-52
  4.2 试验结果  52-58
  4.3 结论  58-59
第5章微型滑块油膜厚度数值分析  59-73
  5.1 数学模型及运动分析  59-60
  5.2 有限差分法  60-64
  5.3 多重网格法  64-66
    5.3.1 基本方程  64
    5.3.2 基本方程的无量纲形式  64-65
    5.3.3 数值求解  65-66
  5.4 数值分析结果  66-72
    5.4.1 理论与实验相对比  66-67
    5.4.2 载荷和倾角对油膜厚度和压力的影响  67-69
    5.4.3 密压关系和粘压关系对油膜厚度和压力的影响  69-70
    5.4.4 完全界面滑移  70-72
  5.5 结论  72-73
结论  73-75
参考文献  75-81
攻读硕士学位期间完成的学术论文及成果  81-82
致谢  82

固定倾角滑块轴承的润滑油膜厚度测量

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