弹性环式挤压油膜阻尼器一体化圆柱滚子轴承保持架振动特性分析

航空发动机主轴中滚动轴承为了降低系统振动经常与弹性环式挤压油膜阻尼器(elastic ring squeeze film damper, ERSFD)联合使用。基于滚动轴承动力学理论和流体力学控制方程,采用变步长积分算法建立圆柱滚子轴承与ERSFD耦合的动力学分析模型,对外圈带ERSFD的圆柱滚子轴承保持架振动特性和打滑率进行研究。研究结果表明:与未装配ERSFD的圆柱滚子轴承相比,ERSFD可以提高圆柱滚子轴承保持架的稳定性。过大或过小的弹性环凸台数量与宽度都不利于圆柱滚子轴承保持架的稳定性,需要选择合适的凸台数量和宽度。径向载荷与转速对带弹性环的圆柱滚子轴承保持架稳定性影响显著,保持架涡动频率的谐波次数随着径向载荷的增加而减少,其对应的幅值也减小;保持架涡动频率的谐波次数随着转速的增加而增加,其对应幅值也增加。

航空发动机球轴承剥落故障模式分析

为研究航空发动机球轴承的剥落故障模式,利用原子发射光谱技术、自动磨粒分析技术、铁谱技术及能谱分析技术对球轴承加速等效试验滑油中磨粒的数量、大小、形貌及成分等信息进行分析。结果表明:金属颗粒污染物导致轴承出现初始疲劳剥落;球轴承剥落的特征磨粒为滚动疲劳磨粒和球形磨粒,内衬套微动磨损的特征磨粒为铁的黑色氧化物和红色氧化铁磨粒;临近轴承失效时,滑油中Fe元素质量分数由7.49×10-6增大至21.74×10-6,特征磨粒数量也由48.9个/mL急剧增加至1433.8个/mL,且特征磨粒直径主要分布在25~50μm。金属颗粒污染物的存在使轴承承力内半圈滚道加速出现接触疲劳剥落,滚道剥落到一定程度后,在轴向力、摩擦力及预紧力等综合作用下在内衬套与承力内半圈接触处发生微动磨损,进一步加剧了滚道的疲劳剥落,最终导致球轴承失效。

圆柱滚子中介轴承拟静力学分析

航空燃气涡轮发动机为了提高性能经常采用中介轴承。中介轴承对发动机转子系统的动力特性的影响很大,但国内外对中介轴承动力学特性的研究却很少。本文采用拟静力学法,通过分析圆柱滚子中介轴承的运动关系和受载情况,建立了相应的计算模型。本文应用所建立的模型,计算了圆柱滚子中介轴承的动力学特性,并将计算得到的滚子打滑率与试验结果进行了比较。在此基础上,进一步对内外圈反向旋转,且内圈与高压转子联接、外圈与低压转子联接的中介轴承进行了分析,研究了保持架转速、滚子自转转速以及滚子与保持架的接触力随径向载荷变化的关系。研究结果表明,随着径向载荷的增加,保持架转速、滚子自转转速以及滚子与保持架的接触力均增大。

航空发动机中介轴承的特性分析

针对内外圈同向旋转和内外圈反向旋转的两种航空发动机圆柱滚子中介轴承,应用拟静力学法对其进行了分析,讨论了它们的保持架转速与滚子自转转速随径向载荷变化的规律,并且比较了二者在各自的工作方式下的工作特性.由特性对比可知,在内外圈反向旋转,内圈转速大于外圈转速的工作方式下,中介轴承具有较低的打滑率,较高的疲劳寿命,并且有利于密封和转子的振动稳定性;在内外圈同向旋转,内圈转速小于外圈转速的工作方式下,中介轴承受载区滚子自转转速较低,有利于提高滚子的使用寿命.

涡喷发动机高温高速轴承失效机理及改进措施

介绍了涡喷发动机高温高速轴承中导引面严重磨损和轴承的热失稳等失效形式的特征 ,分析了保持架和内圈引导面之间“软磨硬”的异常磨损失效机理 ,指出“软磨硬”是由轴承保持架内引导面对套圈的高速高频振动造成的 ,轴承引导面材料摩擦性能不匹配和润滑油严重污染加速了磨损进程。同时 ,从轴承的性能参数方面分析了轴承的热失稳产生的原因。台架模拟实验再现了导引面严重磨损的主要失效形式 。

飞轮轴系润滑剂损失及寿命分析

空间卫星姿控飞轮支承轴承用液体润滑剂因真空挥发造成其质量损失,进而导致轴承润滑寿命和卫星运行寿命降低。为了研究润滑油蒸气的挥发损失及其对润滑寿命的影响,通过理论和实验验证润滑剂因分子流失对润滑寿命的影响,建立了轴承润滑油气物理模型,对该模型中的油蒸气分子通过密封间隙的迁移进行研究;通过中真空环境下的空间用润滑油长期挥发实验验证对润滑油蒸气分子迁移模型及损失率的分析。理论分析及实验结果表明,飞轮轴系油储年损失率小于1mg。优化密封设计参数、选用具有低饱和蒸汽压的润滑剂可有效降低润滑剂中基础油的挥发损失,提高轴系润滑寿命。

超低温氢氧泵轴承技术研究及进展

液氢 /液氧火箭发动机涡轮泵用球轴承工作在超低温高转速重载荷条件下 ,需要采用合适的材料匹配和可靠的固体润滑。对由 9Cr1 8套圈和球组成的钢制轴承 ,常采用 PTFE复合材料保持架及套圈和球上表面溅射PTFE膜层或 PVD软金属膜层来实现润滑 ,其主要失效可归纳为磨损、胶合及保持架断裂 3种形式。采用氮化硅球的混合式陶瓷轴承以及套圈表面等离子体淹没离子注入 Ag润滑膜层的应用 ,提高了轴承的寿命和可靠性。陶瓷轴承技术和离子改性技术将满足该轴承技术发展的需要。

某双转子发动机冲击振动的分频小波提取与故障分析

采用小波-时频方法对某双转子发动机地面实测数据进行了分析,得到了试车过程中系统在不同工作状态下振动的时频特征。在振动能量的时频分布图中,不同的频率区间内含有不同的冲击成份;在此基础上对信号在不同的频带进行谐波小波包分解,分解信号能量主要集中在某一个频带范围内,进一步分析可以确定系统滚动轴承失效模式。

轴承组件轴承保持架放尺模型试验研究

基于相似理论分析了轴承保持架模型的动力相似判据,根据模态分析理论得出主要模态参数的相似比,制作放尺比3∶1的保持架模型,进行了保持架模型动态特性试验,由试验结果得到实物保持架的固有频率.并通过轴承组件动态响应试验进行了验证.

精密角接触球轴承综合参数测量仪

结合惯性导航测试设备精密轴系的技术要求,研发了滚动轴承综合参数测试仪。该测试仪能检测轴承回转过程中的摩擦力矩、轴承刚度及几何精度,并能以图表或曲线的形式给出摩擦力矩与轴系预紧载荷、预紧载荷与轴承轴向位移等的关系。该系统集成了压力、位移、力矩等类型的传感器,在虚拟仪器平台上设计硬件控制、测量系统和软件,具有可扩展性好,成本低等特点。该系统将装配中难以控制的最佳预紧力转换为对轴承隔套高度差的控制问题,较好地解决了轴系装配过程中的最佳预紧问题并保证了轴系具有平稳的摩擦力矩。测量轴系的摩擦力矩特性显示,在8r/min转速下,运行平稳后的转动摩擦力矩为(0.62±0.16)Nm。该实验数据为控制转台的低速率运动和建立准确的补偿干扰力矩模型提供了理论依据。

利用时延相关解调法诊断滚动轴承的故障

为诊断滚动轴承的故障,常常对其振动信号进行包络解调,以获取故障特征。但所测振动信号中,包含大量的噪声,严重地影响解调结果,使得滚动轴承的故障特征难以凸现。为此,利用时延相关解调法以实现降噪解调。该方法利用相关函数的降噪特性,首先对振动信号进行相关分析,得信号的自相关函数。然后对自相关函数适当延迟以尽量避开噪声影响,再进行Hilbert变换,以求得解调结果。实验证明在滚动轴承故障诊断中时延相关解调法与直接解调法相比,噪声影响大幅减小,故障信息得以凸现。

内圈带缺陷中介轴承的动力学建模与振动响应分析

针对外圈支承于低压转子轴颈,内圈支承于高压转子轴颈支承形式的中介轴承,在考虑轴承径向间隙变化和滚动体通过内圈缺陷时接触变形量发生变化的基础上,建立了内圈含单一故障缺陷的中介轴承动力学模型。数值仿真研究了轴承振动响应的有量纲参数和无量纲参数随缺陷大小,内、外圈转速和径向外载荷变化的规律,得出了若干有益结论,为中介轴承故障诊断提供了有益参考。

宇航固体润滑轴承技术

固体润滑轴承在航天传动机构和执行部件中得到广泛应用。介绍了固体润滑轴承的设计、轴承成膜处理、镀膜轴承的性能和固体润滑轴承的寿命及失效模式。附图2幅 ,表 5个。

航空发动机轴承腔热状态参数的分析模型

本文分析了影响轴承腔热状态的主要热源,建立了轴承及石墨密封摩擦热的计算模型、密封热泄漏量的计算模型、对流换热系数的计算模型及轴承腔温度场计算模型.这些模型的建立为轴承腔温度场和发动机最佳滑油量的计算奠定了基础.

基于经验模态分解剩余信号能量特征的滚动轴承故障模式智能识别

针对滚动轴承故障模式识别问题,分析了振动信号的时域特征与经验模态分解剩余信号的能量特征,并将采集的特征一起构成了多域多类别的原始故障特征向量集,同时采用遗传算法对支持向量机径向基核函数参数和惩罚参数进行了寻优,提出了结合经验模态分解剩余信号能量特征的遗传算法优化支持向量机参数的滚动轴承故障模式识别方法。实验表明,给出的故障模式识别方法,对滚动轴承的外圈故障、内圈故障、滚动体故障及正常状态有很好的识别效果,具有较强的实用性,能够为滚动轴承故障的模式识别和智能诊断提供帮助。

航发主轴球轴承喷油润滑热场分析及试验研究

针对航发主轴三点接触球轴承高速运转时容易引起轴承烧伤问题,采用局部法建立轴承生热模型。基于流体两相流理论和耦合传热原理,建立轴承流固耦合模型,分析转速、供油量等对流场以及轴承温度的影响。利用航发球轴承试验机开展轴承温升试验,并对仿真结果进行验证。结果表明:随着供油量的增加,轴承外圈的油量显著增加,轴承温度下降;当供油量达到1.2 L/min时,继续增加供油量冷却效果减弱;随着转速增加,轴承腔内油液减少,轴承内外圈温度均增大且内圈增幅比外圈大;随着轴向载荷增加,轴承内外圈温度均增大。试验结果与仿真计算最大误差为10.27%,验证了模型的合理性。

航空发动机轴承腔温度场计算与测试

本文用热网络法建立了轴承腔的热平衡方程组,并采用拟牛顿法求解了该方程组,获得了10种不同工况下的温度场计算结果,该结果与本文的测试结果基本吻合.

航空发动机中介轴承振动故障分析方法

针对中介轴承振动故障信号微弱、较难提取的问题,提出一种基于小波变换的航空发动机中介轴承故障诊断方法:首先对中介轴承故障信号进行小波分解,得到各层细节信号,并对细节信号进行重构;然后对重构信号进行频谱变换,从频谱图上清晰观察出中介轴承的故障特征频率。对真实发动机中介轴承故障信号进行的实例分析表明,本文方法具有较好的降噪能力,较频谱分析更能突出中介轴承的故障特征。

电磁轴承在航空发动机应用中的设计问题分析

电磁轴承实现了依靠电磁力使转子非接触地“支承”于轴承体内的目的,并具有运动阻力小、无接触摩擦和磨损、功耗低以及寿命长等优点,是磁悬浮原理在机械领域中的应用实例。航空发动机是电磁轴承的主要应用领域之一。介绍电磁轴承及其系统的特点和电磁轴承的一般设计准则、常用技术指标以及在航空发动机中应用电磁轴承的部分设计问题及解决的方法。

某发动机主推力球轴承断油试验分析

本文介绍了某发动机主推力球轴承五次断油试验条件、试验结果。对试验结果进行的分析表明,在给定工作条件下断油30s对轴承工作无不良影响。