ZPU干油泵关键技术研究

发布时间：2017-04-20 19:07

  本文关键词：ZPU干油泵关键技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着机械设备向大型化、智能化方向发展，，集中润滑越来越凸显出其重要性，润滑性能的优劣直接关系到机械设备是否能高效、正常运行。ZPU干油泵是集中润滑系统中的动力元件，干油泵的性能又决定了润滑系统的性能及寿命。在使用过程中，ZPU泵中曲柄滑槽摩擦副间经常发生磨损失效。本文主要针对曲柄滑槽副间的磨损失效进行了研究。 本文首先对ZPU泵的动力学特性进行了分析，了解了其一般的运动规律。运用赫兹接触理论公式对曲柄滑槽间的接触应力进行了计算，并通过Ansys Workbench软件对曲柄滑槽摩擦副进行了有限元仿真，两者计算结果具有一致性，得出了在现用材料及结构尺寸的前提下，当泵工作压力达到30MPa左右时，该接触副间的应力已超过其许用接触应力。同时分析结果表明，该材质基体硬度不够，需要对其进调质硬化处理。运用弹性流体动力润滑理论对该接触副间润滑情况进行了分析，计算了两接触面间的最小膜厚，确定在两接触表面间最大滚动速度位置仍处于边界润滑条件。 根据赫兹公式推测增大轴套直径可减小接触应力，经计算和仿真确定了增大直径这一方法的合理性。同时通过仿真分析滑动条件和滚动条件下两表面间的摩擦情况可以得出结论，纯滚动工况可以很大减少两表面间的摩擦应力，从而可大大延长其疲劳寿命，因此在增大轴套直径后不能确保轴套与滑槽面间为纯滚动的情况下，提出建议将轴套更换为滚动轴承。
【关键词】：干油泵 磨损失效 赫兹接触 弹流润滑 有限元仿真
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH38
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-19
• 1.1 引言11
• 1.2 润滑系统简介11-14
• 1.3 集中润滑技术的发展现状14-15
• 1.3.1 国外集中润滑系统发展现状14-15
• 1.3.2 国内集中润滑系统发展现状15
• 1.4 润滑干油泵研究现状15-17
• 1.4.1 国外干油泵研究现状16-17
• 1.4.2 国内干油泵研究现状17
• 1.5 本文主要研究内容、思路及意义17-19
• 1.5.1 本文主要研究内容17
• 1.5.2 研究思路17-18
• 1.5.3 课题意义18-19
• 第2章 ZPU 干油泵结构特征及技术特点19-31
• 2.1 ZPU 干油泵及泵站介绍19-22
• 2.1.1 ZPU 干油泵结构及动作原理19-22
• 2.1.2 ZPU 干油泵站性能参数22
• 2.2 ZPU 干油泵技术特点及所存在问题22-24
• 2.2.1 技术特点22-23
• 2.2.2 ZPU 干油泵所存在问题23-24
• 2.3 ZPU 干油泵运动特性分析24-27
• 2.4 磨损失效形式及机理分析27-29
• 2.4.1 接触副磨损失效形式及失效机理分析27-28
• 2.4.2 ZPU 泵磨损失效分析28
• 2.4.3 轴套滑槽摩擦副磨损机理分析28-29
• 2.4.4 滑槽部位主要磨损形式分析29
• 2.5 本章小结29-31
• 第3章 曲柄轴套与滑槽接触副的受力分析31-50
• 3.1 赫兹接触理论介绍31-37
• 3.1.1 赫兹理论简介31-32
• 3.1.2 两个曲面弹性体之间的接触32-33
• 3.1.3 赫兹接触的内部应力33-34
• 3.1.4 线接触分析34-35
• 3.1.5 滚动线接触疲劳机理35-37
• 3.2 线接触应力公式介绍37-38
• 3.3 曲柄滑槽摩擦副接触应力计算38-40
• 3.3.1 计算参数的确定38-39
• 3.3.2 接触应力及应变理论计算39-40
• 3.4 基于 Ansys Workbench 的曲柄滑槽接触副应力分析40-46
• 3.4.1 Ansys Workbench 软件及计算过程介绍40-42
• 3.4.2 基于 Workbench 的有限元仿真计算42-46
• 3.5 材料基体强度分析46-48
• 3.6 本章小结48-50
• 第4章 曲柄滑槽接触副润滑情况研究50-60
• 4.1 摩擦、润滑理论简介50-51
• 4.2 润滑状态判别标准51-52
• 4.3 弹流润滑理论介绍52-54
• 4.4 公式选取及计算过程54-59
• 4.4.1 润滑脂特性简介54-55
• 4.4.2 基本方程的选取55-56
• 4.4.3 膜厚公式的选取56-58
• 4.4.4 弹流润滑膜厚计算58-59
• 4.5 本章小结59-60
• 第5章 结构改进及相应分析60-69
• 5.1 结构参数更改后的应力计算60-62
• 5.1.1 理论计算60-61
• 5.1.2 有限元仿真分析61-62
• 5.2 更改后润滑状况分析62-63
• 5.3 圆柱滚子轴承替换轴套63-66
• 5.3.1 摩擦对疲劳磨损的影响63-64
• 5.3.2 滚动和滑动对摩擦的影响64-66
• 5.4 关键部位受力分析66-67
• 5.5 摩擦副表面处理及改进67-68
• 5.6 本章小结68-69
• 结论69-70
• 参考文献70-73
• 致谢73-74
• 作者简介74

【参考文献】

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本文编号：319333