水润滑螺旋槽球面动压轴承静特性研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

近年来，随着世界各国之间贸易的加强，海上货运量增加，船舶数量、吨位也随之提升。但随着船舶大型化的发展，传统船舶推进系统已经逐渐显现出它的劣势，无法更好地满足工作要求。在传统推进系统中，主机、推进轴系、螺旋桨等是不可或缺的装置。其中轴承是推进轴系的关键功能保障部件，用于确定旋转轴与其他零件相对运动位置，起到支承轴及轴上零件或导向的作用，并在保持轴的旋转精度的同时，减小转动轴与支承之间的摩擦磨损，同时，油润滑推力轴承还用力承受螺旋桨产生的推进力。

据相关资料显示，目前约有30%的能源消耗在各种形式的摩擦中，其中滑动轴承的消耗约占10%。轴承摩擦副通常在机械传动装置中采用油润滑方式并由金属构件制成，因此这不仅需要耗费大量贵重金属和矿物油等重要战略资源，而且从根本上会引起泄漏油污染等严重的环境问题。为了防止油污泄漏，就需要在传动推进系统中设置专用密封机构，使得轴系机械结构更加复杂，降低了整体可靠性。而配套设备费用上升，附加的不必要的摩擦磨损、振动噪声及无功能耗等问题也随之产生。特别是在江河湖海等水环境下，仍然存在因传动系统中密封的可靠性不高和寿命不长等所引起的泄漏油污染问题。

水润滑橡胶轴承由于其具有使用寿命长、成本低、无污染、高减振与抗冲击特性等优点，在近年来得到了迅速的发展，在许多领域已取代了油润滑的金属轴承，取得了显著的经济和社会效益。早期的橡胶轴承内表面结构为有螺旋凹槽，并且沿着轴向浇铸。用充满砂的水作测试，寿命大约是铁梨木轴承的六倍。但是砂粒容易集结在底部一条纵向槽里。因为螺旋曲线，不易被水冲出，且限制了润滑液的流动。还有，凹槽棱边容易刮去轴颈的润滑液，影响动压膜的形成。随后b．annis对结构和材料进行过一些研究和测试，他发现在轴颈速率很高时，无槽的圆柱面轴承和有槽的轴承之间，摩擦系数几乎没有差别：在转速很低时，橡胶轴承摩擦系数比金属的高出一倍，但随着转速的增加，摩擦系数迅速降低，大大低于金属轴承。同时发现，橡胶轴承具有很强的自适应调整能力，比如螺旋浆叶片遇到冰块变形或断裂的情况，会轻易回到它的回转中心上，这大大减轻了动压和振动。

2. 研究的基本内容与方案

本文提出无轴推进器采用一种径向/推力一体化轴承——水润滑螺旋槽球面动压轴承，研究水润滑螺旋槽球面轴承的动力润滑模型和数值算法，分析工况和结构参数（宽径比、间隙、螺距、槽数和槽宽等）对静态特性的影响规律，给出承载性能较优的新结构。

2.1主要内容

(1)无轴推进器水润滑螺旋槽球面动压轴承结构设计

3. 研究计划与安排

（1）2016年02月16日--02月28日：调研，拟定提纲，完成《开题报告》；

（2）2016年03月01日--03月10日：分析无轴推进器轴承安装和工作特点；

4. 参考文献（12篇以上）

[1]谈微中，严新平，刘正林，等.无轴轮缘推进系统的研究现状与展望[j].武汉理工大学学报（交通科学与工程版），2015,39（3）：601-605.

[2]张直明.滑动轴承的流体动力润滑理论[m].北京：高等教育出版社，1986.

[3]杨伟.锥面螺旋槽气体动压轴承动态特性研究[d].洛阳：河南科技大学，2014.