某伺服系统超高速涡轮泵轴系预紧螺纹联接失效分析

针对某伺服系统超高速涡轮泵的重要部件———轴系预紧螺纹联接,进行了失效分析,采用第四强度理论对涡轮泵轴系螺纹联接进行了强度校核。在此基础上,结合试验验证与失效结果对比,分析了涡轮泵装配过程中拧紧力矩以及涡轮泵工作过程中附加最大动载荷对螺纹失效的影响规律,为后续的加工精度分析和系统可靠性提供了理论依据。

流固耦合在涡轮叶片瞬态传热仿真中的应用

为真实模拟超高速转子的工作性能,必须对涡轮叶片进行流体-热-结构耦合分析。将有限元软件中提供的流固耦合仿真技术应用到涡轮叶片瞬态传热计算中,利用ANSYS CFX建立了涡轮叶片与高温燃气的流固耦合传热模型,该模型既包括了固体与固体之间的接触传热,也包括了流体与固体之间的耦合传热。以某涡轮转子为例进行了流-固-热耦合分析仿真计算,获得叶片的瞬态温度场分布和热应力。在此基础上结合整个涡轮叶片的实际工作状况对其模拟结果进行定性分析,验证其分析方法的可行性,为实际涡轮叶片设计优化提供了理论依据,有助于叶片加工工艺方法的改进。

浸酚醛树脂石墨/SiC密封材料摩擦学特性研究

采用UMT-3多功能摩擦磨损试验机研究了3种国产典型浸酚醛树脂石墨与SiC陶瓷配对副在干摩擦和油润滑条件下的摩擦学特性,结果表明:干摩擦下,摩擦因数随载荷p与速度v的乘积(pv值)的增大呈下降趋势;pv值较小时,磨损机理主要为轻微黏着磨损和磨粒磨损,pv值较大时则变为严重黏着磨损、磨粒磨损和疲劳磨损;相同条件下的磨损率受速度的影响比受载荷的影响更大;油润滑下,摩擦因数保持在0.1左右,磨损机理主要为黏着磨损和疲劳磨损;pv值增至5 MPa·m/s时,干摩擦下3种浸渍石墨摩擦副表面最大温升为21.1℃,油润滑下最大温升为14.9℃且H1石墨温升均最低。综合考虑浸渍树脂石墨的力学性能、摩擦学特性和端面温升,推荐石墨化度为45%~55%。

弹簧支撑多叶油润滑箔片轴承动态特性研究

以提高油润滑箔片轴承承载力为目的,提出了一种新型带有弹簧弹性支撑结构的多叶箔片轴承;基于卡式定理建立了弹簧支撑箔片结构弹性变形模型,给出了弹性支撑结构与悬臂弯曲梁的整体柔度矩阵;通过有限差分法求解了稳态不可压润滑雷诺方程,获得了给定转速、给定载荷下轴承的静平衡位置;基于扰动法获得了该轴承的动态雷诺方程,并通过数值仿真研究该新型箔片轴承的动力学特性,分析了弹簧支撑结构箔片轴承刚度和阻尼随Sommerfeld系数、载荷的变化规律。搭建了油润滑多叶箔片轴承动态特性的试验台,并开展了相应的实验验证研究。结果表明,随着载荷的增加,主刚度、主阻尼均减小;实验测得的动力特性系数普遍比理论计算值大,趋势相近。

光强调制式光纤传感器测量精度的研究

影响光强调制式光纤传感器测量精度的因素很多,对于所设计研制的用于叶轮泵高速转轴径向跳动测量的光纤传感器来说,合作对象所引起的测量误差比较突出。针对这一特点,对光在介质表面散射的特性和介质表面轮廓的分布函数进行了研究,并就其对测量结果的影响进行了仿真计算和分析,从而为该类传感器精度的进一步提高提供了依据。

超高速机械密封副离子注入与摩擦学特性研究

超高速机械动密封需满足CZ-5运载火箭伺服系统中涡轮泵可靠性及寿命指标要求。离子注入作为重要的金属材料表面改性技术,对有效改善机械密封副旋转环表面摩擦磨损特性至关重要。在对密封动环表面离子注入可行性研究的基础上,提出了对其密封副配对摩擦磨损特性进行综合验证的试验方案。通过选取常用典型石墨与旋转金属环配副进行干磨条件下的试验测试,改变线速度、端面比压,使用摩擦磨损试验机对比分析了配对摩擦副的摩擦磨损特性,系统研究了载荷和转速对密封副配对摩擦系数的影响规律,揭示其密封摩擦学特性。通过机械密封在温度应力下的工作可靠性分析以及密封副整机稳态工作性能验证,为超高速涡轮泵的寿命与可靠性试验验证提供了一个合理的、高效费比的技术途径。

超高速部分流泵工作特性试验研究

为获得部分流泵在超高工作转速下的扬程系数、功耗损失与工作效率特性,设计了2种外径尺寸规格的部分流泵,在专用高压氦吹试验系统上进行了氦气驱动运转试验。针对每种尺寸的部分流泵均进行了2种氦气压力条件下连续多个输出流量的工作特性参数测试,试验最高转速达到了120000 r/min以上。试验结果表明:外径22 mm的部分流泵在转速从85200 r/min升高至125000 r/min过程中扬程系数从0.87降至0.67,最高工作效率不超过0.38;外径27 mm的部分流泵在转速从102000 r/min升高至138000 r/min过程中扬程系数在0.50~0.61间缓慢变化,最高工作效率不超过0.21;且2种尺寸规格泵功耗损失都随转速升高急剧增加,工作效率明显下降,在超高转速情况下泵的功耗损失是十分突出的问题。试验结果对于后续设计超高速部分流泵具有重要的参考价值。

超高速涡轮泵机械密封工作特性分析

超高速涡轮泵机械动密封需满足可靠性及寿命指标要求,在研制阶段,需通过理论分析研究机械密封工作特性。在对机械密封动力稳定性与密封端面磨损换热特性分析研究的基础上,针对所选用的机械密封形式,选取合适的参数,校核机械密封相关性能参数,并对密封副工作特性进行初步研究,得到密封副泄漏量的变化规律、动力稳定性及其端面散热量,以确定合适的冷却液流量。该机械密封工作特性分析的应用为超高速涡轮泵的寿命与可靠性试验验证提供了一个合理的、高效费比的技术途径。

两位三通电磁阀阀芯运动位置误差影响分析

应用于航空航天领域的电磁阀,性能要求高于普通行业电磁阀,常应具有快速响应、体积小、质量轻、环境适应性强、可靠性高、使用寿命长等特点。两位三通电磁阀是一种常用电磁阀,需要同时满足上、下阀座的密封要求。初始零件制造、装配误差、阀口挤压变形误差以及使用过程中阀芯、阀座磨损会造成阀芯运动位置误差。阀芯运动位置误差将严重影响电磁阀电磁力及复位弹簧弹力,从而影响电磁阀动态特性甚至导致电磁阀失效。针对某航空航天领域用两位三通电磁阀进行了尺寸链计算,设计了误差影响分析图,对阀芯运动位置误差影响进行分析并提出误差补偿方法及措施。

涡轮叶片材料非线性应力数值分析

针对涡轮转子叶片建立了离心拉伸的数值分析模型。基于ANSYS软件的静力分析功能,利用有限元分析方法研究了涡轮转子叶片高速旋转时离心力所引起的拉伸变形,模拟了转子叶片高速旋转时应力场的分布情况。同时对涡轮叶片力学模拟中的应力值偏大问题从材料非线性角度进行了分析和探讨,在此基础上结合整个涡轮叶片的实际工作状况对其模拟结果进行了定性分析,验证了其分析方法的可行性,为实际涡轮叶片设计优化提供了理论依据。

多叶油润滑箔片轴承转子系统动力学特性研究

用多叶油润滑箔片轴承取代超高速涡轮泵上的滚珠轴承具有高速、长寿命、高可靠等重要优点。将多叶箔片轴承的油膜刚度引入转子多叶箔片轴承系统运动方程中,运用传递矩阵法计算转子系统的临界转速,分析多叶箔片轴承的动态刚度对转子系统动力特性的影响。结合产品特点设计出了超高速油润滑多叶箔片轴承试验台,初步实现了80000转/分的运转速度。试验台轴系采用压缩气体驱动涡轮工作,径向轴承和止推轴承均设计为五叶箔片轴承。试验结果表明多叶油润滑箔片轴承能够实现高转速运行,具有良好的运转稳定性,且对转子的升降速适应性强、有一定的抗冲击能力、耐磨损性能。

加强新员工培训成效的实践探索

企业需要不断的开拓创新才能为客户提供持续优质的产品和服务,从而在激烈的竞争中获取优势,而企业所有的价值都需要直接或间接地通过员工来创造,员工是企业最重要的资源要素。与成熟员工相比,新员工从学校进入企业,不仅需要从思维上转变角色、从心理上实现认同,更需要从能力上胜任岗位。

涡轮发电机用电能变换器研究

简要介绍了涡轮发电机工作原理及输出特性,根据其输出特性设计了发电机与负载间的电能变换器。对比各种基本拓扑结构特点选择了Buck电路作为变换器主拓扑,并采用两通道交错并联技术,分析了两通道交错并联Buck变换器工作过程。在制作的实验样机上进行实验,证明了设计的电能变换器在输入电压和负载变化的情况下可实现恒压输出,而且采用交错并联技术可减小输出电流纹波和增大纹波频率,降低对滤波电容和磁性元件的要求,提高变换器功率密度。

温度对小型涡轮泵转子临界转速影响研究

为研究小型燃气涡轮转子工作期间转子轴向温差对转子的动力学特性的影响。利用 workbench 对转子进行瞬态热仿真,分析转子在工作期间的温度分布规律,并将温度分析结果施加至转子模型上,通过采用传递矩阵法,对温度场作用下涡轮转子的临界转速进行分析计算,结果表明,临界转速随温度的升高降低。轮盘的温度升高会引起第三阶临界转速下降,对一二阶影响很小;轴段的温升对前三阶临界转速都有降低的效应。

超高速燃气涡轮泵机械密封的分析与研究

从辅助密封圈的预接触压力和接触压力、机械密封端面静态力平衡分析、摩擦副温度场和应力场分析3个方面,研究了某火箭发射时涡轮泵排气背压的增大对机械密封工作性能的影响,并得出了机械密封满足火箭发射使用要求的结论。

超高速涡轮叶片失效分析及改进研究

超高速涡轮泵是超高速整体式燃气液压能源系统的关键部件,也是唯一做超高速运转的核心部件。在其研究试验过程中,发生了多次涡轮叶片失效故障。针对该失效形式,对涡轮叶片进行深入的静强度及动强度分析后,提出一种叶片优化设计改进方法,并通过多次试验考核,验证了该项改进的可行性和正确性。

培养一专多能人才 实现员工企业双赢

一专多能人员与普通劳动者相比具有明显优越性,其技术素质明显高于普通职工,这些人的数量和质量从一个侧面反映了企业的素质,他们不仅构成企业庞大的人才资源,而且改变着企业的面貌,代表着企业的对外形象。一专多能人员不仅是企业宝贵的财富,也是企业参与市场竞争不可估量的无形资产。

喷嘴挡板先导式燃气阀阀芯气动力分析研究

小型燃气开关阀用于控制射流燃气的通断,是飞行器姿态调整机构的关键部件。基于国内外燃气阀的研究,设计了一种喷嘴挡板先导式燃气阀。为研究燃气阀阀芯受力特性,通过动量定理分析得出阀芯所受气动力的主要影响因素为阀口和阀芯直径。实验验证了流场数值模拟的准确性;通过流场数值模拟得出了阀口开度越大阀芯所受气动力越大的结论,同时分析得出了结构尺寸对阀芯气动力具体影响规律为:阀芯直径越大阀芯所受气动力越小,阀口直径越小阀芯所受气动力越大。

超高速回转轴转矩测试原理与动态特性分析

采用平面光栅式转矩测量的方法来测量航天叶轮泵超高速回转轴的转矩。通过弹性扭轴把扭矩转换成转角,再通过光栅盘把转角转换成光脉冲,经光电转换和数据处理以数字信号的形式输出。对量子化误差、转速的获取、转轴的超高速对转盘和弹性轴设计的影响等关键技术提出了对策。分析了系统的动态特性,提出了减小系统动态误差的措施。与现有的转矩测量仪器相比,该系统可对100 000 r/min以上的超高速转轴进行测量,具有较高的测量精度和可靠性,动态误差小。