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大功率船用柴油机主轴承润滑性能分析及优化设计
| 论文题名： | 大功率船用柴油机主轴承润滑性能分析及优化设计 |
| 关键词： | 船用柴油机;润滑性能;应力分布;轴承结构 |
| 摘要： | 大功率低中速柴油机主要用于船舶、舰艇、机车、电站等，在船舶中应用最为广泛，随着船舶向大型化、专用化、高效化等方向发展，不仅要求提高大功率低中速船用柴油机整体性能及在各种工况下的适应性，而且要求提高其可靠性、长寿命和经济性，因此，大功率低中速船用柴油机的零部件设计至关重要。主轴承是柴油机的主要摩擦副之一，对柴油机的性能和寿命有着重要影响。在大功率低中速船用柴油机工作过程中，主轴承除了承受曲轴以及多个活塞连杆的惯性力作用之外，还受到来自活塞、连杆以及曲轴旋转产生的交变载荷，另外，由于主轴承与主轴颈之间的轴承间隙较小，使得轴承内表面合金层承受极大的交变应力，也是导致大功率船用主轴承失效的重要因素。因此，通过轴承的负荷计算、结合润滑性能分析及合金层应力分析，对大功率船用柴油机主轴承的结构优化设计具有重要的理论意义。 论文以9G32型大功率低中速船用柴油机主轴承为对象，研究了主轴承的轴承负荷及润滑性能，并分别从动力学和润滑性能这两个方面对大功率低中速船用柴油机的典型工况进行了分析，通过求解油膜压力研究了不同参数下的主轴承合金层应力分布状态，得到大功率低中速船用柴油机主轴承的综合优化方案。 论文的主要工作和成果有: ①以9G32型大功率船用柴油机的曲轴-轴承系为对象，计算了各个主轴承的轴承负荷，得到轴承负荷图，并对各个主轴承进行了可靠性分析; ②根据滑动轴承的流体润滑理论，对9G32型大功率船用柴油机的主轴承进行润滑性能分析，计算了轴心轨迹以及最小油膜厚度，并在此基础上对不同工况下柴油机的主轴承润滑状态进行了对比分析; ③对低速大功率船用柴油机的典型工况进行了定量分析，并以其中受载、润滑状况较恶劣的7撑主轴承为对象，采用有限差分法求解雷诺方程，获得了作用在柴油机主轴承表面的油膜压力; ④分组对比了不同偏心率、间隙比以及宽径比条件下的油膜压力分布状态; ⑤建立了柴油机7#主轴承有限元计算模型，加载油膜压力，获得油膜压力作用下轴承径向应力、轴向应力、剪应力及应变分布;通过综合分析不同合金层厚度及宽径比对滑动轴承应力应变的影响，得到轴承优化结果。 |
| 作者： | 胡志祥 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 赵秀栩 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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