為提升高速軸承的性能,目前國內外主要研究高速水潤滑螺旋槽軸承。然而,潤滑介質的空化現(xiàn)象使軸承的使用壽命降低、磨損加劇、噪聲增強。為此,需提升軸承的抗空蝕性能,同時考慮到靜壓軸承外設昂貴的問題,本文將深入研究高速水潤滑動壓螺旋槽軸承的空化現(xiàn)象。首先,闡述了高速水潤滑軸承研究的背景及意義,綜合國內外現(xiàn)狀分析了空化現(xiàn)象的原理、影響、研究方法,結合高速水潤滑動壓螺旋槽軸承的基本工作原理,完成了實驗的總體方案設計。按照實驗要求,設計并制造出高速水潤滑螺旋槽動壓徑向滑動軸承的空化實驗裝置和推力滑動軸承的空化實驗裝置,結合各部件的功能,將裝置分為驅動部件、軸承部件、圖像采集系統(tǒng)等部分,并逐個介紹。其次,基于推力軸承空化實驗裝置,完成安裝、調試、實驗等操作;對于徑向軸承空化實驗裝置,提出了空化氣泡展開面的面積計算方法。實驗中,讀出拉壓傳感器的數(shù)值,繪出摩擦扭矩隨軸承轉速變化的曲線,借助高速攝影法拍攝得到空化現(xiàn)象的圖片。最后,基于空化圖片進行了一系列圖像預處理,編程實現(xiàn)了兩種橢圓檢測的算法,并對檢測效果進行比較。且改進了一種重疊橢圓輪廓檢測算法,成功將重疊的橢圓分離。最后進行數(shù)據處理,繪制分布曲線,總結分...

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
    1.3 課題來源及主要研究內容
        1.3.1 課題來源
        1.3.2 主要研究內容
        1.3.3 論文結構安排
第二章 實驗的基本原理及總體方案設計
    2.1 兩相流理論
        2.1.1 流體的主要物理性質
        2.1.2 流體的空化效應
        2.1.3 氣泡聚合與破裂的理論
        2.1.4 已有理論模型中的兩相流及統(tǒng)計指標
    2.2 滑動軸承的潤滑理論基礎
        2.2.1 滑動軸承的潤滑狀態(tài)
        2.2.2 流體動壓潤滑機理
        2.2.3 軸承靜特性的計算基礎
    2.3 實驗的總體方案設計
    2.4 本章小結
第三章 高速水潤滑動壓螺旋槽軸承的空化實驗裝置設計
    3.1 測試裝置的整體布局
        3.1.1 高速水潤滑動壓人字槽徑向滑動軸承空化實驗設備的位置分布
        3.1.2 高速水潤滑動壓螺旋槽推力滑動軸承空化實驗設備的位置分布
    3.2 驅動部件
    3.3 軸承部件
        3.3.1 徑向滑動軸承部件
        3.3.2 推力滑動軸承部件
        3.3.3 軸承零件具有的互換性
        3.3.4 軸承轉動件的安全性分析
    3.4 軸承加載與間隙測量部件
        3.4.1 徑向滑動軸承的加載位置選擇
        3.4.2 推力滑動軸承的加載位置選擇
        3.4.3 軸承加載裝置
        3.4.4 軸承水膜間隙的測量
    3.5 摩擦扭矩測量系統(tǒng)
        3.5.1 拉壓傳感器
        3.5.2 動靜態(tài)應變測試分析系統(tǒng)
        3.5.3 本實驗中測試分析系統(tǒng)精度的分析
    3.6 圖像采集系統(tǒng)
        3.6.1 高速相機
        3.6.2 圖像采集卡
        3.6.3 實驗照明設備
    3.7 水循環(huán)系統(tǒng)
    3.8 本章小結
第四章 基于空化實驗裝置的實驗研究
    4.1 高速水潤滑動壓螺旋槽推力滑動軸承的空化實驗研究
        4.1.1 軸承的結構與參數(shù)
        4.1.2 推力軸承空化實驗裝置的研制
        4.1.3 軸承實驗裝置的密封性測試
        4.1.4 摩擦扭矩的測量
        4.1.5 空化現(xiàn)象圖像的獲取
    4.2 高速水潤滑動壓螺旋槽徑向滑動軸承的實驗分析
        4.2.1 實驗軸承與軸瓦的實物圖介紹
        4.2.2 徑向滑動軸承中空化氣泡投影展開面的面積計算方法
    4.3 本章小結
第五章 空化現(xiàn)象的數(shù)字圖像處理及實驗結果分析
    5.1 數(shù)字圖像處理軟硬件環(huán)境的搭建
        5.1.1 軟件環(huán)境
        5.1.2 硬件環(huán)境
    5.2 空化氣泡的尺寸計算方法
        5.2.1 網格法
        5.2.2 稱重法
        5.2.3 圖像法
    5.3 空化現(xiàn)象圖片的圖像預處理
        5.3.1 圖像的增強處理
        5.3.2 圖像的對比度提升
        5.3.3 圖像的漫水填充
        5.3.4 圖像的邊緣檢測
        5.3.5 圖像的輪廓識別
    5.4 橢圓檢測算法的比較
        5.4.1 幾何法識別橢圓
        5.4.2 最小二乘法擬合橢圓
        5.4.3 兩種算法的檢測效果對比
    5.5 重疊橢圓識別算法的研究
        5.5.1 重疊橢圓識別算法的總體流程
        5.5.2 凸性曲線段的獲取
        5.5.3 基于K-means的凸性曲線段優(yōu)化匹配
        5.5.4 重疊橢圓的檢測效果
    5.6 三種轉速下的單槽臺區(qū)域的檢測結果
    5.7 空化氣泡的數(shù)據分析與處理
    5.8 本章小結
第六章 總結與展望
    6.1 總結
    6.2 不足與展望
致謝
參考文獻
作者簡介



本文編號：4015930