基于CFD内流耦合仿真的燃油柱塞泵滑靴副动态润滑特性研究

针对航空燃油柱塞泵滑靴副自适应油膜的动态润滑问题,基于牛顿拉夫逊方法,建立了考虑滑靴副油膜支承作用与其动力学状态动态耦合关系的滑靴副润滑计算模型。在此基础上,计入前级部件内流作用对油膜特性的影响,通过CFD内流分析和Reynolds润滑模型相结合的仿真方法,对航空柱塞泵滑靴副及其前级部件进行了一体式联合仿真研究。研究结果表明:仿真与试验结果的误差保持在4.3%以内,CFD仿真方法可以实现对滑靴副前级部件内流场的准确模拟;转速从4kr/min增至5kr/min时,膜厚的最大倾覆值减小至原数值的27.15%,并且低压区滑靴厚度变化率的增大率最大可达62.02%;而出口压力增大率为66.7%时,引起全周期内膜厚变化率波动幅度不同程度的增大;在转动周期内,滑靴的自适应润滑效果通过油膜厚度场和压力场的耦合变化形成自适应动压支承效应来实现。

高压高剪切率下密封环缝隙流体动态润滑特性

为减少高压高剪切率下热效应对密封环缝隙流体润滑性能的影响,以密封环缝隙流体剪切速度梯度、壁面剪切应力和油膜温升表征摩擦副润滑性能,采用RNG k-ε湍流模型,通过Workbench建立流-固-热多场模型,计算得到不同主轴转角下缝隙流动形态变化规律和温升前后油膜厚度变化量、不同L型槽内外径比及长径比下流速流型分布规律、壁面剪切应力、温度分布和热变形量。研究结果表明:密封环L型槽黏性底层随剪切速度增大而增厚,油膜厚度随运动周期增加而变薄;当L型槽内外径比小于1.07时,随比值减小密封环壁面剪切应力不断增大,最大变化率为7%;密封环L型槽长径比在0.19时平均壁面剪切应力达到最大,当长径比继续增大时,油膜区剪切速度梯度逐渐减小,油膜温升和热变形亦随之减小。研究结果可为马达优化以减少能量损失和改善密封环润滑条件提供理论指导和依据。

平底从动件凸轮机构考虑动态弹流润滑油膜时动力响应的研究

在分析研究了平底从动件凸轮机构中凸轮与从动件之间的油膜的动力性能的基础上，提出了把此油膜看成是存在于凸轮与从动件之间的一个质量—弹簧—阻尼系统的假设，建立了相应的动力学模型和运动微分方程，并运用弹流理论和凸轮机构动力学，对油膜厚度、油膜等效刚度和考虑油膜影响的平底从动件凸轮机构的动力响应进行了计算和分析，所得到的动力响应变化对于设计高速凸轮机构具有较大的实用价值。

水包油乳化液润滑的动态集中模型

大卫对各种乳化液润滑模型的薄膜厚度进行了测试,以确定用水包油乳化液进行润滑时的弹性流体动态润滑特性.用有效粘度模型进行的传统弹性流体动力学分析法对润滑膜的厚度估计不足,而简化的动态集中模型却与实验结果比较吻合.

烷氧基硼酸锌的动态固体膜润滑及零磨损特性的研究

提出了动态固体膜润滑的概念,合成了烷氧基硼酸锌,评价了其作润滑油添加剂的摩擦学性能,采用改进的环-块摩擦磨损试验机利用电阻法测定了摩擦副之间的润滑状态,利用扫描电子显微镜(SEM)观察了磨斑形貌。实验结果表明:当负荷低于40 N、摩擦速度高于1.28 m/s时,电阻测定表明摩擦副之间被添加剂(烷氧基硼酸锌)产生的半固体膜所隔开,处于动态固体润滑膜润滑状态,并可实现零磨损。SEM观察到的磨斑表面形貌进一步证实了动态固体润滑膜的存在。该添加剂表现出了一定的抗磨减摩性能。

流体动压润滑向心滑动轴承的可靠性优化设计

在满足可靠性及其他要求的条件下，以获得最佳承载能力与工作状态为目标，建立了流体动压润滑向心滑动轴承的可靠性优化设计数学模型，并列举了计算示例．

平面二次包络环面蜗轮副润滑油膜厚度优化设计

本文对平面二次包络蜗轮副啮合过程中的弹流动压润滑油膜产生的条件和机理进行分析 ,以道森公式计算的最小油膜厚度为目标函数 ,以蜗轮齿根弯曲强度、接触强度、蜗杆根切等为约束条件 ,运用Matlab优化工具箱进行优化设计 。

柴油机配气滚轮浮环轴承润滑特性优化研究

为研究配气机构滚轮浮环衬套动态载荷、运动与润滑特性的内在联系,以某高指标船用柴油机配气机构排气滚轮浮环轴承为对象,考虑动态载荷和弹性变形,建立了润滑仿真模型。研究了浮环衬套供油、间隙匹配、浮环衬套厚度等关键结构参数对滚轮浮环轴承动态润滑特性的影响规律。结果表明:浮环衬套周向油槽能增加供油流量,但对内圈油膜厚度、油膜压力不利;浮环衬套间隙匹配对内外圈油膜影响规律不同,但优化匹配方案能有效改善油膜厚度、油膜压力、平均热载等润滑特性;适当减小浮环衬套厚度,也有利于提升润滑特性。

潜望式空间光电目标捕获终端脉冲控制方法研究

潜望式光电终端由于其光学系统不在回转机构中,可以大大减少系统的重量,所以近年来被广泛地使用在空间光电系统中.但是其非对称式结构会因为空间环境中的低温、真空条件发生冷焊现象而引起终端中转台的摩擦力矩呈非线性状态,进而影响控制器对转台的控制精度.针对该问题,本文提出了一种利用软件方法实现的＂动态润滑＂的概念,通过高频脉冲叠加PID控制方法,在闭环控制器的输出端叠加高频脉冲因子,使得系统处于动态稳定的状态,实现对转台轴承的动态＂润滑＂,补偿了摩擦力矩,使控制器输出无死区,从而有效地保证控制器输出的线性度.最后还通过利用高低温环境试验验证了该控制方法的实际效果.试验中实测得转台在温度由-30℃~50℃期间的定位精度均小于10μrad,正弦曲线跟踪精度小于28μrad,并且分布较为均匀.实验结果表明,采用高频脉冲叠加PID控制方法达到了补偿摩擦力矩的效果,实现了在温度环境变化较大的条件下对光电终端进行高精度、稳定控制,满足对在空间任务中的瞄准和跟踪要求.

高频激振阀阀芯动力学分析

阐述了高频激振阀的结构和工作原理,针对高频激振阀的现有结构,建立了阶梯楔形间隙摩擦副之间的动态润滑数学模型,依据雷诺方程建立了楔形间隙的油膜剪切应力方程和压力分布。在此基础上推导出了沿着阀芯运动方向的总摩擦力和摩擦力矩,并研究了阀芯在高速转动中所受的瞬态液动力。

考虑滚子表面缺陷的滚动轴承动态微观润滑研究

滚动轴承中,滚子表面材料的剥落或是黏附会引起失效。为研究轴承滚子-套圈间的表面缺陷效应,基于缺陷滚子的有限长线接触问题,建立了动态微观弹流润滑模型,给出了表面凸起和凹坑两种点缺陷,分析了滚子表面缺陷对轴承润滑性能的影响,比较了缺陷滚子与内外圈接触时的润滑特性、时变解与准稳态解的差别,并讨论了缺陷尺寸和形状。结果显示,滚子的表面缺陷进入Hertz接触区,将显著影响润滑特性:凸起缺陷处油膜压力升高、油膜减薄,而凹坑缺陷处油膜压力和厚度均增大;当凸起缺陷位于出油口颈缩位置时,产生最大的油膜压力和最小的油膜厚度,润滑特性较差。与外圈的润滑特性不同,缺陷滚子与与内圈接触时油膜更薄,压力更高。与时变解相比,准稳态数值解油膜压力更低,而油膜更厚,在表面凸起位置尤甚,因此,不能用准稳态数值解代替时变解。研究同时表明:缺陷尺寸和形态对润滑性能影响显著。

轻商用大规格变频转子式压缩机的开发

近几年多联机市场及低温采暖市场均发展迅速,大规格转子式压缩机较涡旋压缩机竞争优势明显,所占比例越来越大,市场前景广阔,被多数厂家追捧。本文主要介绍了开发大规格转子式压缩机产品需解决的关键技术点。首先,设计高可靠性的轴系结构,使压缩机运转平稳,转轴所受负荷低,定转子间隙更均匀;其次,需满足长配管安装状态下的润滑油动态平衡;再者,高效降低噪音的手段和可靠的阀系结构设计也是必不可少的。

精密滚珠丝杠副的润滑问题研究

首先对滚珠丝杠副的两种通用润滑方式的润滑效果进行了分析计算研究:对于滴油润滑,基于Hamrock-Dowson公式,计算分析了最小油膜厚度随丝杠转速的变化情况,使用膜厚比计算判定,滚珠丝杠副在该方式下的润滑属于边界润滑;对于脂润滑,通过研究滚珠对丝杠的运动及几何关系,计算分析了滚珠速度随丝杠转速的变化情况,计算结果表明,滚珠丝杠副在该润滑方式下易导致较大温升。为改进上述两种润滑方式的不足,提出一种动态涂覆式脂润滑方式以适应高速滚珠丝杠副的润滑需要,并通过摩擦力矩平稳性实验和温升实验研究,证明了所提出的动态涂覆式脂润滑方式的润滑效果要优于滴油润滑。

周期间歇卷吸条件下弹流油膜的实验

应用光干涉方法对周期间歇卷吸条件下的弹流油膜进行了测量,结果显示了三种不同的局部油膜凹陷.第一种油膜凹陷产生于固体表面周期性的运动和停止,纯滚动的凹陷封油量大于纯滑动的封油量.第二种凹陷产生于启动过程的速度振荡瞬时峰值,该类局部凹陷以卷吸速度通过赫兹接触区.纯滑动条件下,界面滑移作用产生第三种凹陷,该凹陷位于入口附近,与表面速度和运动时间有关.实验中观察到的现象可由油膜的挤压效应,卷吸效应和界面滑移效应进行解释.