水润滑飞龙轴承弹流润滑性能分析文献综述
2020-04-15 09:39:10
1.1 选题的目的及意义
随着科技的发展以及全球国家在海洋战略上面的注重,人们越来越意识到了船舶海洋与减轻污染之间的重要联系,如今的环境保护战略使人们的目光越来越投向了节能无污染的新型材料上面。而水润滑轴承之前存在的容易被腐蚀,不耐磨并且容易造成较重泄露的问题,随着技术的进步发展正在不断被客服并且被越来越广泛的运用在各个领域。
水润滑轴承是采用水作为润滑介质的滑动轴承,在工程的实际应用之中,水润滑轴承在轻载的情况下表面也会产生弹性变形并且导致楔形润滑膜产生并且形成弹流润滑效应。非金属材料轴承(例如飞龙轴承)弹性模量远远低于金属的弹性模量且物理性质很好因而适用于制作水润滑轴承。如今飞龙轴承已经在国外广泛应用于各个工业领域之中。
同时,因为水润滑轴承以水作为其润滑介质,选用飞龙轴承作为轴承材料,并且以计算流体润滑数的值的方式来讨论,为水润滑轴承的设计提供合理以及有效的建议和改进。如今随着科技的发展,船舶行业技术的不断新进,对船舶的硬件设施的要求也在不断的增加,其中减振降噪需的需求也日益增加,而水润滑轴承已经逐渐成为了舰船推进轴系的标配;在国家绿色环保战略的要求下,为了绿色环保减轻对海洋江流污染,如今的民用船舶对水润滑轴承的需求已经日益增加,因此我们必须不断对水润滑轴承的性能结构进行改进以此不断适应对各个船舶在不同航行下的需求以及安全问题。
水润滑轴承与传统的轴承相比在选择材料上存在较大的差异,选主要是由于工作介质发生较大的改变所致。本类材料利目前使用的陶瓷材料、塑料材料、塑料合金材料以及尼龙等,各种材料在工程上均有过应用,根据不同的要求和成本我们可以有不同的选择,大大扩大了水润滑轴承的应用范围。其中飞龙以及赛龙等因其自身为高分子材料而具有较好的物理性能而被广泛用于水润滑轴承的内衬。由于在载荷作用下导致内衬存在着比较复杂的力学变形因此导致润滑性能下降影响船舶的正常航行,因此有必要研究水润滑轴承弹流润滑仿真方法,分析研究不同的结构以及不同的工况参数工作环境下对轴承工作的影响大小并从中分析不断对轴承的结构进行改进满足其复杂工作环境下的高质量高效率工作,减轻缓解由于飞龙、赛龙自身高分子材料容易变形的特点,并且轴承处于低速、重载,润滑状态复,有必要开展润滑特性研究,对润滑性能进行不断的提升
1.2 国内外的研究现状分析
1.2.1国外研究现状分析
英国的科学家雷诺曾经在1886年发现了著名的流体动力雷诺方程,如今我们的润滑方程以及摩擦还有磨损各个因素对润滑的关系理论也在每天的发展着,但是水润滑轴承的发展,人们对其的不断探索是通过以低粘度流体动压轴承理论而不断发展的。
从40年代末期开始,苏联就一直对采用水作为润滑液的流体静力轴承和流体动力轴承的特性和材料进行深入的研究。英国,美国,德国,日本等发达国家在50、60年代也在水润滑领域进行了大量的研究与探索。如今,欧美以及日本等国家不断的对水润滑轴承进行大量的深入研究,并且将成果应用于船舶尾轴,水轮机等农业机械以及矿工机械上。英国的海沃德-泰勒公司就在无填料泵的结构中采用了水润滑滑动轴承。德国的威克斯和米切尔公司在深井泵以及潜水泵中采用了水润滑橡胶轴承。日本将水润滑应用在船用的离心泵上面,用自给式水润滑轴承应用在大型内燃机内的邮轮用辅助锅炉给水泵上。而加拿大的汤姆孙-戈尔登公司,通过采用水润滑系统对船舶的润滑性能得到明显的提升。
Simpson[15]等人对因为水润滑橡胶尾轴承的摩擦造成自激振动的原因进行了深入分析并得到结论:在启动停止的瞬间会引起剧烈的振动和噪声。这是因为轴承之间无法形成润滑膜从而导致摩擦失去润滑形成干摩擦状态Etision[16]团队采用了有限差分法对流体动压条件下的枳沟化机械密封润滑模型进行了建立并且求解以此来研究表面织构对润滑膜承载能力影响规律,Schncider-7则报告了美方对水润滑橡胶轴承的经历,通过对数据的分析得到了轴承各个因素对寿命的影响并得以得知各个材料需求的标准。如今水润滑轴承已经成为各个发达国家研究的重要课题,英,德,日等其他过竞争激烈。日本在海水液压传动技术上也有着先进的研究,并且成功的对深度区域内的液压系统进行了系统性的实验并获得了好多的进展。水润滑轴承已经在全球得到了广泛的注意和应用
1.2.2国内发展状况