摘 要

水润滑轴承是一种绿色经济环保的选择，它在代替油润滑轴承过程中有很重要的意义。在当今提倡绿色经济人与自然和谐发展的世界形势背景下，水润滑轴承的研发顺势而行。本文主要讲述两种水润滑轴承试验模态分析，分析不同结构形式和材料的轴承内衬对轴承模态如：固有频率的影响及其变化规律，达到优化优化改善轴承内衬结构的材料的应用价值的目的。用力锤激励悬挂轴承在自由约束的条件下进行简单的试验模态，并对得到的模态参数进行分析研究，对比赛龙材料和橡胶材料对模态的影响。通过这种进行试验模态分析的方法，对两种模态情况下的模态参数进行对比分析数据作出简单归纳总结和研究分析。得出的一阶模态参数下研究结果表明：试验模态得出的模态振型与已有的计算模态振型基本相同，两者的板条弯曲趋势十分接近。此次试验对比的两种轴承板条数目不同分别为10和12，内衬的材料分别为橡胶和赛龙不同，其他参数保持一致，如：橡胶硬度、长径比、内衬厚度、水槽深度等等。由于试验比较简单只得出了低阶模态。通过对比模态参数，结合已有经验对水润滑橡胶尾轴承的模态影响因素简单的进行对比，对已有的研究结论及经验进行正确性验证。对试件固有频率和模态参数振型进行全面系统的研究分析，以期得到新的结论，或者验证以得出结论的合理性。试验模态的分析，对研究构件的基本结构，安全评估，故障检测等方面很有作用。

关键词：水润滑橡胶尾轴承；试验模态；模态振型；固有频率

Abstract

The water lubricated bearing is a kind of green economy and environmental protection, it is very important to replace oil lubricated bearings in the process. In today to promote the harmonious development of man and nature of the green economy under the background of the world situation, research and development of water lubricated bearing flow line. This paper focuses on the analysis of two kinds of water lubricated bearing test modal analysis, bearing with different forms of structure and material on the bearing modes such as: effects of natural frequency and its variation, to optimize the application value to improve the bearing lining material. The purpose of using hammer excitation in the suspension bearing constraints of test modal simple, and to analyze the influence of the modal parameters obtained. Comparison of Cellon material and rubber material on the modal. The experiment modal analysis method by this modal parameters for two kinds of modal case analyze Make a simple summary and data analysis. The results of first order modal parameters obtained show that the calculating modal modal and experimental modal has been obtained basically the same, the trend of bending of the strip is very close to the two. The number of the test strip bearing different were 10 and 12, lining material for rubber and other parameters remain the same Cellon different, such as: rubber hardness, slenderness ratio, lining thickness, water depth and so on. Because the test is relatively simple only the low order modes. By comparing the modal parameters, compared with existing simple empirical mode of water lubrication rubber bearings factors, and conclusions experience on existing research and verify the correctness of the analysis. The comprehensive and systematic study of specimens of natural frequencies and modal parameters of vibration type, in order to get new conclusions, or prove to The rationality of the conclusion of the experimental modal analysis, the study of the basic

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Key Words：Water lubricated rubber stern bearing；modal analysis method； modal shape； natural frequency

目 录

Abstract 2

1.1 研究的背景 5

1.2 目的和意义 6

1.3 国内研究现状 6

1.4 国外研究现状 7

1.5 课题研究内容 7

1.6 预期目标 8

2 水润滑橡胶尾轴承试验模态研究分析 9

2.1 试验模态分析的理论基础 9

2.2 试验模态分析技术介绍 10

2.2.1 锤击法 10

2.2.2 激振器法 11

2.2.3 扫频法 11

2.3 轴承试验模态分析 11

3 橡胶尾轴承试验模态分析 13

3.1 试验模态分析的对象 13

3.2 尾轴承结构及基本尺寸 13

3.3 试验装置及简单的操作设置 13

3.4 支承方式的选择与确定 14

3.5 激励方式、激励点、测试点的确定和测试频段的选取 15

3.5.1 激励方式的确定 15

3.5.2 激励点和测试点的确定 15

3.5.3 数据的采集及后处理 16

4 对选取的轴承试验模态分析 19

4.1 两种水润滑橡胶尾轴承试验受结构和材料的影响 19

4.2 一阶模态下计算模态和实验模态对比分析 20

5 结语 22

5.1 结论 22

5.2 对本次模态试验分析研究进一步探讨 22

5.3展望 23

6 参考文献 25

7 致谢 26

绪论

研究的背景

船舶行业整体低迷世界经济下滑和世界提倡绿色节能环保，应用于船舶的油润滑轴承陷入了重重困境，在此背景下，水润滑轴承的研究应运而生。科学家设想下的水润滑轴承能完美替代油润滑轴承在任何工况下的工作性能兵保持使用寿命，而且对环境基本没有破坏。水润滑轴承的研究，很好的打破了这个两难的困境目前——社会经济和环境经济共赢。

目前，水润滑橡胶尾轴承课题研究没有取得重大创新的突破性进展，研究方向性主要是集中在对轴承结构形式的优化，和对满足复杂工况条件的新型材料探索研究。而水润滑橡胶尾轴承在这些方面有比较优秀的表现，橡胶材料良好的弹性和合适的阻尼比非常符合机械结构的一些关键属性，直观的表现在能较容易的降噪减振等方面。因此，世界各地对水润滑橡胶尾轴承的研究活动的开展大有越来越广泛、越来越深入的趋势。部分船舶尾轴承使用金属材料，以矿物油作为润滑剂，油料和贵重金属的损耗是一方面，更重要的是另一方面，为了防止油泄漏必须对轴承严密的进行密封，这道工艺要求直接导致尾轴承的结构变得复杂笨重且结构更大。这种构件机构设计情况下，各种额外机构附加的摩擦副中产生的一系列的使用性问题，导致轴承使用寿命较短和工作可靠性差，同时也急剧增加结构的复杂度。因油泄漏而造成环境污染日趋严重，为了减少污染，为了解决这个问题，应该釜底抽薪从根本上简化尾轴承润滑系统的设计，基于这个理念，油润滑轴承必将被更加污染结构构造简单轻便的另外一种构件所取代。目前科员人员的设想是，逐渐以水润滑轴承代替油润滑轴承作为过渡，最终研发出能完全满足上述条件的机械构件。