舰载直升机端齿式折叠型尾水平轴系振动特性研究

端齿式折叠机构可以实现尾水平轴系的折叠,增加航空母舰上停靠舰载直升机的数量;同时,端齿式折叠机构对直升机尾传动轴系振动特性也会产生一定影响。建立了舰载直升机端齿式折叠型尾水平轴系动力学模型,求解分析了轴系各支承处振动响应。首先,分别基于有限元法与应变能法对折叠机构中花键连接部分及端齿连接部分进行等效简化,将花键连接部分等效为径向刚度及转角刚度,端齿连接部分等效为等效环,建立端齿式折叠机构的动力学模型,并通过与有限元仿真对比模态分析结果的方法以验证建模方法的准确性;在此基础上,将折叠装置动力学模型耦合到尾水平轴系中,建立折叠型尾水平轴系动力学模型,求解并分析了轴系振动特性。研究结果表明,各支承中,位移响应最大的在关节轴承处,最小的在主减输出端轴承处;振动响应与支承位置及其刚度阻尼特性有关。该研究可为轴系支承配置研究提供理论指导。

直升机尾传动轴抗弹击损伤研究综述

直升机尾传动轴在军事应用中容易遭受弹击损伤,严重影响直升机飞行安全。为此,国内外开展了大量直升机尾传动轴抗弹击损伤研究工作。本文首先从军事需求角度阐述尾传动轴抗弹击损伤研究的重要意义。然后从尾传动轴弹击损伤评定指标、研究方法、影响因素以及尾传动轴抗弹击性能提升方法4方面介绍了国内外直升机尾传动轴抗弹击损伤研究现状及其发展趋势。最后论述了国内在尾传动轴抗弹击损伤研究方面的不足之处,并从材料性能参数测试、新型数值仿真模拟方法、尾传动轴抗破片冲击研究和弹击复合材料尾传动轴数值模拟4方面展望了我国在尾传动轴抗弹击损伤方面亟需开展的研究。

直升机尾传动轴弹击损伤数值模拟研究

面向直升机尾传动轴抗弹击设计,开展了不同因素影响下尾传动轴弹击损伤规律数值模拟研究。基于有限元仿真软件建立了尾传动轴弹击损伤数值仿真模型,并通过弹击试验验证模型的可靠性。进而基于经验证的数值仿真模型,分析了偏移量和入射角两个典型参数对尾传动轴弹击损伤的影响规律。分析结果表明:尾传动轴弹击损伤程度随着子弹偏移量及入射角的增大,呈现先增大后减小的趋势,在切边位置、入射角为75°工况下尾传动轴弹击损伤最为严重。在此基础上,进一步研究了摩擦因数、子弹入射速度、尾传动轴转速、子弹偏航角四个弹靶参数对尾传动轴弹击损伤的影响规律。研究结果表明:摩擦因数对尾传动轴弹击损伤影响较小,尾传动轴转速、子弹入射速度和子弹偏航角均对尾传动轴弹击损伤有较大影响。

高转速柔性转子动平衡设计及研究

转子动平衡不良是其振动大的主要原因,在尾传动轴结构设计初期,合理给出允许的动不平衡量关系到整根轴的品质好坏。本文在转子动力学理论基础上,通过对直升机传动轴典型结构进行分析,结合试验验证,给出传动轴动平衡量计算方法,为后续尾传动轴设计提供参考。

带倾角长艉轴的新型安装方法

若船舶艉轴长度过大,则无法直接从艉轴支架与艉轴管之间的空间将艉轴送入艉轴管;若轴系中心线与船舶基线存在倾角,则无法将艉轴直接水平送入艉轴管。针对上述情况,利用专用工装托架和模块化运输车,对带倾角长艉轴的安装过程进行分解。以长度为17 m、倾角3°的艉轴为例进行三维仿真模拟。结果表明,所提出的安装方法可行。

副立井提升系统扁尾绳保护装置优化改进研究

郑庄煤矿副立井提升系统提升高度752.8 m,最大提升速度11 m/s,安装有扁尾绳保护装置,但原设计尾绳保护装置对尾绳侧边磨损较重,影响煤矿生产安全。基于此,对提升机尾绳损伤的原因进行分析,针对性地对尾绳保护装置进行优化改进。实践应用结果表明,优化改进后的扁尾绳保护装置对尾绳的磨损保护效果显著,有效地减少了尾绳侧边磨损情况,尾绳电气保护系统全面可靠,有效地保障了提升机系统的安全可靠运行,安全经济效益显著。

极限载况下的船舶艉轴变形安全状态评估

针对船舶设计建造阶段轴系校中计算不能完全覆盖实际运营极限工况的问题,以某半潜船极限载况实船航行为例,利用直接计算法得到波浪中航行时的船体变形,提出一种实船航行艉轴变形安全评估方法。该方法基于设计波法确定船体波浪载荷,利用全船有限元计算船体艉轴变形,依据规范采用轴系校中的方法评估艉轴安全,并通过船舶装载手册验证数据的可靠性,是一种有效完整的艉轴变形安全模拟评估方法。

氢基竖炉直接还原提产降耗生产实践

张宣科技氢冶金技术HyMEX以H 2含量60%的焦炉煤气为气源,成为全球首创的“焦炉煤气零重整竖炉直接还原”工艺技术,该技术的核心是焦炉煤气零重整工艺,入炉工艺气H 2含量超过以天然气为气源的Midrex和HYL/Energiron工艺,使气基直接还原转变成以氢为主的氢基直接还原,推动了我国钢铁行业由“碳冶金”向“氢冶金”转变。为提高氢基竖炉产量,降低能耗,从生产过程中出现的问题和影响球团矿还原的各个环节及能量利用效率等角度出发,探究了提产降耗措施。通过降低球团矿成分标准偏差、改善球团矿粒级组成、改善球团矿涂覆效果,提升球团质量;将工艺气入竖炉温度提高到1030℃;通过降低还原循环气体氧化度、尾气分流、补充焦炉煤气、增加加湿操作,优化调控竖炉内还原气氛;提高尾气利用率及作业率等措施,实现了提产300 t/d、焦炉煤气单耗降低133 Nm^(3)/h的目标,为后续进一步提产降耗奠定了坚实的基础。

尾传动轴轴承性能试验机的研制

直升机市场的不断发展,对与直升机尾传动轴相配套的深沟球轴承的性能和可靠性提出更高的要求。为了对某款直升机尾传动轴所使用的深沟球轴承进行寿命和可靠性试验,现设计一款尾传动轴轴承性能试验机,使用变频器控制电机改变试验轴承转速,使用弹簧加载系统和丝杠螺母加载系统来模拟轴承在实际工作过程中的受载情况,通过温度传感器和振动传感器测量轴承运转状态。经过多个型号轴承的载荷谱试验后,证明该试验机运行稳定可靠,能够满足设计要求,可用于直升机尾传动轴轴承的试验研究。

直升机尾传动轴弹体冲击动力响应与失效破坏

直升机在低空作战时,尾传动轴易被地面高射枪弹击中产生弹击损伤。为获得弹体入射角度和速度对尾传动轴动力响应与失效破坏的影响,本文中建立了尾传动轴弹体冲击动力学有限元模型,结合实验验证了有限元模型的准确性,分析了弹体在不同入射角度和速度下尾传动轴的失效破坏规律,计算了弹体不同入射角度下尾传动轴凸面和凹面的临界穿透速度,得到了弹体入射角度、速度与2次冲击力峰值及其时间间隔函数变化关系,提出了一种弹体冲击参数估算方法。分析结果表明,尾传动轴的失效破坏形式呈向后翻转的花瓣型,射出孔损伤比射入孔更大;其凸面和凹面临界穿透速度随弹体入射角度的增大而增大,弹体速度远大于凸凹面临界穿透速度或正冲击时,弹道轨迹无明显偏转;冲击力峰值随弹体入射角度的增大而减小,随弹体速度的增大而增大,而2次冲击力峰值时间间隔随弹体入射角度的增大而增大,随弹体速度的增大而减小;基于2次冲击力峰值时间间隔和弹道轨迹路程能有效计算弹体冲击参数,误差在5%以内。这将为在线监测尾传动轴弹击状态提供参考依据,确保直升机在严酷战场中的安全飞行与任务执行。

基于尾轴密封的尾轴传动模型构建及其摸底验证分析

密封组件在防止海水进入轴承腔内方面起着关键作用。由于这些组件常在多变的深海环境中工作,它们需应对不断变化的压力、摩擦及海水的腐蚀性和不良润滑性。基于此,研究提出了基于尾轴密封的尾轴传动模型。该模型设计了两种尾轴动密封装置方案,即减压补偿式密封和经表面优化的机械密封,并通过有限元分析与优化算法进行性能评估。结果显示,减压补偿式密封能有效地降低工作压力约10%,进而延长密封圈使用寿命;经表面优化的机械密封方案中,当面积率为20%和深径比约为0.03时,油膜压力达到最大值。综合考虑,两种密封方案都能显著提升尾轴密封装置在多变环境下的性能和可靠性。该研究为在深海探测等领域中的密封系统设计提供了有益的参考,具有显著的应用前景。

某散货船艉轴管整体更换工艺优化

文章以某船艉轴管整体更换及艉轴由水润滑改为油润滑为例,梳理优化了拆除旧艉轴管、切割艉轴毂、安装新艉轴管和轴线找中,以及艉轴加工、裂纹消除的工艺流程,为船舶进行类似工程项目提供借鉴参考。

膜片联轴器刚度对尾轴自激振动的敏感性分析

针对直升机尾传动轴系动力学设计需求,参照某型直升机尾传动轴结构形式,建立了花键-膜片联轴器-轴系动力学模型。讨论了膜片联轴器各向刚度对尾轴系统自激振动影响的敏感性。研究结果表明:轴系的自激振动响应对膜片联轴器角向刚度变化最为敏感,对扭转刚度的变化敏感性一般,而径向刚度与轴向刚度在小范围变化时对轴系自激振动的影响可以忽略。

抬浮力打捞工程船艉轴轴承热力学有限元仿真

以12000 t抬浮力打捞工程船为例,采用COMSOL Multiphysics有限元分析软件中的热力学模块对艉轴轴承的散热情况进行研究。介绍轴系布置和艉轴管空舱,分析油膜建立情况下的艉轴轴承热平衡和工作压力分布,进行轴系与艉轴管空舱的热力学有限元仿真。仿真结果满足艉轴轴承的相关要求,并在实船试航中得到验证,表明可取消常规的艉轴管冷却水舱。

基于ANSYS的舰船艉轴断裂失效分析

针对通过布放压铁改善稳性的舰船艉轴发生断裂失效情况,基于有限元分析软件ANSYS分析其断裂失效原因。利用ANSYS软件对舰船进行静力学分析,得到舰船艉部变形与等效应力云图,并与坞修检测实际变形情况比对,分析舰船压铁对艉部局部变形的影响;利用SolidWorks建立舰船艉轴模型,导入ANSYS Workbench分析软件,分析艉部变形前后两种工况下艉轴变形和受力情况。分析结果表明:相比舰船艉部变形前,艉轴最大总变形增加494.4%,最大等效应力增加90.5%,且均位于实际断裂处附近,与实际情况相吻合,验证了采取布放压铁改善舰船稳性的方法会产生艉轴断裂失效的风险隐患,对于该类舰船预防艉轴断裂失效具有借鉴意义。

压力补偿型艉轴密封设计及空气流量特性分析

为某半潜船模型设计一种压力补偿型艉轴密封系统。该密封系统基于空气压力、润滑介质压力实时联动算法,能够根据外部海水压力的变化实现密封内外压差平衡,达到密封的目的。同时,该密封系统可应用于40 m水深作业工况,并具备泄漏回收功能,具有绿色环保特征。利用MATLAB/Simulink搭建该系统的参数设计仿真平台,分别研究轻载与重载下压缩空气的流量特性。研究结果表明:该系统轻载时压缩空气流量为0.0141kg/s,重载时为0.025 0 kg/s;瞬态时存在波动,但稳态时运行平稳,抗干扰性强,密封性能可靠。

常规商货船艉轴管密封装置校中安装工艺改进

根据常规商货船艉轴管密封装置结构,分析艉轴管密封装置校中安装的问题与超差原因。结合轴系动态运转情况,提出常规商货船艉轴管密封装置校中安装工艺改进措施,可使艉轴管密封装置轴封偏心度调整至静态允许值,确保轴系安装正常开展。

某船舶艉轴承采用环保润滑油引起高温的原因分析

针对某船舶系泊试验和航行试验期间出现的尾轴承高温现象,建立尾轴与尾轴承之间润滑的数学模型,研究尾轴转速和润滑油黏度对尾轴与尾轴承之间的油膜压力分布和承载力的影响,并分析尾轴承高温现象发生的主要原因。结果表明,采用的环保润滑油黏度过低,船舶系泊试验和航行试验期间尾轴长时间在低转速区域运行,是导致尾轴承高温现象发生的主要原因,避免尾轴在低转速区域长时间运行和提高润滑油黏度有助于减少和避免尾轴承高温现象的发生。

考虑轴挠曲的船舶艉轴承混合润滑分析

为准确描述船舶艉轴承的润滑状态,建立了船舶艉轴承考虑表面粗糙度的混合润滑模型,利用位移叠加法计算了轴在螺旋桨重力及油膜力、微凸体接触力共同作用下的挠曲,同时分析了定载荷下,艉轴挠曲、微凸体接触力、摩擦系数随转速的变化规律;采用轴承设计参数对该混合润滑模型进行了验证.计算结果表明,艉轴挠曲使润滑油膜压力的分布发生变化,也使得混合润滑状态覆盖的转速区域变大,并通过Streibeck曲线分析了挠曲对摩擦系数的影响.

船舶尾轴承变形对其承载能力影响的理论及试验研究

由于船舶螺旋桨的较大重力的作用,螺旋桨轴和尾轴承易发生变形,改变了尾轴承与螺旋桨轴颈之间的间隙分布,在尾轴承中心线与螺旋桨轴颈中心线之间形成一个变形角。对轴承油膜承载能力与轴承变形角之间的变化关系进行了数值计算,计算结果表明:随着变形角的增大,轴承的油膜承载能力会增大,继续增大变形角,轴与轴承发生部分刚性接触,承载能力迅速增大。同时通过在船舶轴系模拟试验台上测试了轴承油膜压力与变形之间的变化曲线,验证了计算结果的正确性。