线材轧机油膜轴承运行稳定性研究

发布时间：2017-07-15 15:22

  本文关键词：线材轧机油膜轴承运行稳定性研究

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【摘要】：随着轧机轴承向大型、重载、高速、连续和自动化方向发展,轧机油膜轴承的运行稳定性问题显得越来越重要。油膜轴承的运行稳定性直接影响着油膜轴承的摩擦、磨损性能和加工工件的质量。实际的生产轧制过程中,对轧辊轴的位移或者速度的微小扰动,此外轧制载荷、入口压力、入口油温等存在的一定的波动性,都将对油膜轴承的运行稳定性产生一定的影响,进而影响轧制工件的加工质量,并影响轧机轴承的运行性能。为了深入研究线材轧机油膜轴承的运行稳定性,本文以大型轧机油膜轴承试验台为平台,依托国家自然科学基金(51205269)、山西省自然科学基金项目(2012011018-2)以及山西省归国留学人员科学基金项目(2013-093),构建了油膜轴承运行稳定性分析的数学模型,并从理论上分析了油膜轴承的稳定运行条件,同时设计了线材轧机试验轴承,进一步通过实验分析了油膜轴承的运行稳定性。此外,基于油膜轴承试验台所采集的试验数据,采用灰色关联度分析法和层次分析法,对油膜轴承运行稳定性的影响因素进行了分析。本文的主要研究内容如下:(1)简要概述油膜轴承的发展应用,阐述研究了油膜轴承运行稳定性研究的重要性和必要性。(2)建立了油膜轴承运行稳定性分析的数学模型。结合油膜润滑理论和转子动力学理论,构建了油膜轴承运行稳定性判定的数学模型,以及油膜轴承轴心轨迹的运动方程。(3)运用Fortran数学计算工具对理论方程进行了数值求解。求解了基于刚度系数和阻尼系数的判定油膜轴承运行稳定性的数学模型,即轴承转子临界质量,线性分析了油膜轴承的运行稳定性,同时求解了不同轴承结构尺寸、不同转速和不同轧制载荷条件下的轴心轨迹,从而非线性地分析了油膜轴承的运行稳定性。(4)以现有的油膜轴承试验台为基础,设计了新的线材轧机试验轴承,对轴承设计进行了相应的校核,在轴承上安装有热电偶、压力传感器以及电涡流传感器,分别用来实时监测并采集油膜轴承的油膜温度、油膜压力和轧辊轴心轨迹等数据。(5)油膜轴承运行稳定性的影响因素分析。运用灰色关联度和层次分析法,对油膜轴承油运行稳定性的影响因素进行计算,对影响因素进行了量化分析,为合理匹配油膜轴承的运行条件提供了一定的参考。
【关键词】：油膜轴承 运行稳定性 数值计算 轴心轨迹 油膜温度 油膜压力
【学位授予单位】：太原科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG333
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1. 课题研究背景及意义10-11
• 1.2. 油膜轴承的研究现状11-15
• 1.2.1 油膜轴承润滑理论的研究12
• 1.2.2 油膜轴承新结构的研究12-13
• 1.2.3 油膜轴承新材料的研究13-14
• 1.2.4 油膜轴承的力学性能研究14
• 1.2.5 油膜轴承稳定性的研究14-15
• 1.3. 本文主要研究内容15
• 1.4. 本章小结15-16
• 第二章 轴承运行稳定性的数值计算模型16-28
• 2.1. 轧机油膜轴承及其工作原理16-17
• 2.2. 润滑理论方程的建立17-21
• 2.3. 动力学方程的建立21-22
• 2.4. 油膜轴承稳定性的线性分析22-24
• 2.5. 油膜轴承稳定性的非线性分析24-26
• 2.6. 本章小结26-28
• 第三章 轴承运行稳定性的数值求解28-43
• 3.1 数值求解方法28
• 3.2 轴承的线性稳定性的分析28-33
• 3.3 不同结构轴承的非线性稳定性分析33-36
• 3.4 转速对轴承非线性稳定性的影响36-38
• 3.5 载荷对轴承非线性稳定性的影响38-41
• 3.6 本章小结41-43
• 第四章 油膜轴承运行稳定性的试验研究43-65
• 4.1 试验设备及试验方法43-49
• 4.1.1 轧机油膜轴承综合试验台43-44
• 4.1.2 试验轴承44-48
• 4.1.3 试验方法48-49
• 4.2 试验结果与分析49-61
• 4.2.1 系统性能测试49-51
• 4.2.2 油膜运行温度测试51-54
• 4.2.3 油膜运行压力测试54
• 4.2.4 油膜轴承轴心轨迹测试54-57
• 4.2.5 联轴器对运行稳定性的影响57-60
• 4.2.6 添加剂对运行稳定性的影响60-61
• 4.3 数值计算与试验对比分析61-62
• 4.4 本章小结62-65
• 第五章 油膜轴承运行稳定性的影响因子的计算65-69
• 5.1 影响因子的计算65-68
• 5.1.1 基于灰色关联度的计算65-67
• 5.1.2 基于层次分析法的计算67-68
• 5.2 本章小结68-69
• 第六章 结论与展望69-71
• 6.1 结论69-70
• 6.2 展望70-71
• 参考文献71-79
• 致谢79-81
• 攻读学位期间参与项目及发表的学术论文目录81-82

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本文编号：544554