水润滑尾轴承的3D打印技术研究开题报告

全文总字数：4436字

1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1研究目的

水润滑轴承是以自然水为润滑介质的一种轴承，它清洁无污染，而且节省能源。由于水的高比热容、低粘度，使得水润滑轴承在高速工况下的发热量很小，并且水流还能带走一部分热量，因此水润滑轴承有更高的冷却效率。而且它节省能源，清洁无污染。目前，水润滑轴承技术已经在许多舰船中得到了广泛的应用，也逐渐成为当今精密高速加工行业的前沿研究课题。

但是目前水润滑轴承也面临着一些问题。例如：水润滑轴承在不同转速和载荷条件下的摩擦方式不同；橡胶材料应用广泛但要经过改性处理；轴承衬套沟槽的结构对润滑液的流动有着至关重要的影响等，这些问题限制了水润滑轴承的发展，利用传统的加工方法很难解决这些问题。而3d打印技术在加工结构复杂的零件方面具有突出的优势，基于3d打印层层堆叠的制造技术，我们可以在轴承的摩擦副表面打印出具有一定形状的微小表面结构，从而达到改善润滑液流动状态的目的减少干摩擦。利用多材料3d打印技术，我们还可以制造出具有纤维结构或多孔结构的复合材料，例如对橡胶材料进行改性处理，提高它的亲水性和自润滑性能，从而提高水润滑橡胶轴承的使用寿命，拓宽其应用范围。此外，进行3d打印需要预先建立三维模型，我们可以利用cfd等软件对模型进行有限元分析，利用数字技术对模型结构进行不断的优化，改良衬套的结构，找到沟槽的最佳深度和宽度或对沟槽进行其他的处理^[1]，设计出最优的布局，可以既有利于润滑膜的形成，又尽可能的增加轴承的承载能力。同时，3d打印技术可以一次性加工成品，简化了加工工序，一体成型，缩短了制造周期，且不会浪费原材料。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本目标和内容

（1）完成毕业设计报告书。

（2）建立完善的水润滑尾轴承的3d模型，并应用于有限元分析。

3. 研究计划与安排

第1~2周：查阅课题相关资料，英文文献翻译。

第3周：完成开题报告。

第4~5周：确定水润滑尾轴承的3d打印材料和3d打印机。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]tanamal t k h Ｒ．modelling of fluidflow in multiple axial groove water lubricated bearings using computationalfluid dynamics ［d］．australia:queensland university of technology，2007

[2]段海涛，王学美，吴伊敏，等.水润滑轴承研究进展[j]润滑与密封，2012( 9) : 13-15

[3]王尔玺，杨辉.水润滑轴承技术进展(桂林理工大学 机械与控制工程学院，广西 桂林 541004)