缝隙节流液体静压轴承油膜刚度系数的研究

油膜刚度系数是液体静压轴承的关键性能参数之一。针对缝隙节流液体静压轴承,推导了其油膜承载力的解析表达式,并在此基础上进一步推导了油膜刚度系数的解析表达式。相比于传统经验公式,采用该表达式的计算结果与实验结果更吻合。通过分析应用案例可知:油膜承载力与节流参数、主轴离心率均呈正相关关系;油膜正向刚度系数随着离心率的增大而减小,油膜交叉刚度系数随着离心率的增大而增大,并且正向刚度系数明显大于交叉刚度系数。利用该轴承油膜刚度系数的表达式,可以通过测量轴承运行过程中的轴心位置,实时得到轴承油膜刚度系数,从而对缝隙节流液体静压轴承的运行进行有效监控。

大型滑动轴承油膜动特性系数现场识别方法的研究

提出一种可用于大型滑动轴承油膜动特性系数在线识别的新方法。该方法利用高速动平衡机特殊的支撑结构，通过改变运动中转子一滑动轴承的支撑刚度，拾取刚度改变前后系统动不平衡响应的稳态值，来确定油膜动特性系数。实验结果表明，该方法具有较高的精度和可靠性。

基于改进的传递矩阵法识别电主轴系统滑动轴承油膜特性系数

针对高速电主轴系统在重载下滑动轴承油腔复杂的情况,以及油膜特性系数不便于直接获取的难题,提出了基于改进的传递矩阵法识别滑动轴承油膜特性系数的参数识别方法。该方法将参数识别问题转化为最优化问题,通过最小化电主轴系统不平衡响应的实验值和计算值的偏差来识别滑动轴承油膜特性系数。针对建立电主轴系统动力学模型时要考虑电机转子的自重和电磁转矩的问题,提出改进Riccati传递矩阵法,建立滑动轴承油膜特性系数和转子不平衡量参数识别中的流固耦合动力学模型,引入电机的自重和电磁转矩,扩大状态向量维数为十维,获得计算电主轴系统的不平衡响应的位移传递矩阵模型。并采用隔代映射遗传算法来寻优。最后通过数值算例对这一方法的效率和精度进行了验证。

轴承油膜动力特性系数对轴系回旋振动影响

由于轴承油膜非线性特性的影响,轴承支承位置及其支承点数目对轴系回旋振动影响较大,运用滑动轴承的流体动力润滑原理计算分析轴承油膜刚度和阻尼动态特性分析,结果表明轴承内油膜刚度和阻尼呈非线性分布,各系数在方向上大小也不同。在此基础上,对某试验平台轴系上各轴承离散成等间距分布的多支撑点,分别计算每个支承点上的油膜动态性能系数,分析比较油膜动态性能系数各向同性和异性时对轴承回旋振动特性的影响,结果表明油膜动态性能耦合系数对轴承回旋振动在低频和共振频率阶段有较大影响。这一结论对轴系回旋振动低频噪声分析提供了一定理论依据,为更进一步研究其噪声辐射提供更为准确的分析方法。

挤压油膜阻尼器动特性系数的数值解法

在分析含挤压油膜阻尼器转子系统的稳定性和动态响应时,需用到八个油膜动力特性系数。当前常用的动力特性系数的解析表达式是基于长、短轴承近似理论简化得到的,其优点是有明确的解析式且计算量小,缺点是精度较差。基于有限元法计算挤压油膜阻尼器动力特性系数:使用泰勒级数将瞬态雷诺方程的分解,采用伽辽金法将分解后的方程进行变分,然后运用有限元方法求解阻尼器的八个油膜动力特性系数。以某转子-油膜阻尼器系统为对象,分别研究了有限元法数值解和短轴承理论模型近似解对转子动力学特性的影响,并与实验值进行比较,研究结果表明:采用有限元法数值解模拟阻尼器动态特性,较短轴承理论近似解更接近于实验值。

全尺寸径向滑动轴承试验台上轴承油膜参数识别

首先,概述了以不改变全尺寸静特性实验台整体结构为前提,在原有实验台上添加激振装置和测试仪器,增加动特性测试功能的必要和可能性.其次,概述了脉冲激励、振动测量、数据采集记录及动特性识别的基本原理.最后,将测量结果与理论计算作了比较,并讨论了可能产生误差的各种原因.

考虑油膜不确定性的滑动轴承-转子系统不平衡量识别

针对滑动轴承-转子系统不平衡量识别过程中滑动轴承油膜特性系数的不确定性,提出了考虑油膜不确定性的转子系统不平衡量的识别方法。该方法考虑滑动轴承油膜特性系数为不确定因素,基于区间数学理论和一阶泰勒级数展开式的区间法将具有不确定性结构的不平衡量识别问题转化为两类确定性结构的不平衡量识别问题;对于确定性结构的不平衡量识别问题根据滑动轴承-转子系统运行时不平衡量是以不平衡力的形式作用于主轴上,提出将不平衡力在时域内用一系列的脉冲函数来表示,利用滑动轴承-转子系统的瞬态响应分析方法来构建正问题,结合正则化方法处理不平衡量识别中的病态问题,获得转子系统不平衡量的上边界和下边界。通过一转子实验台检验了不平衡量识别方法的有效性和鲁棒性。

基于流固耦合的滑动轴承非线性油膜动特性研究

针对采用传统静态滑动轴承动力特性系数分析转子从启动到稳定在平衡位置这段时间内瞬态响应的误差较大的问题,提出了采用有限变分法和Newmark-β法相结合的非线性油膜动特性动态分析方法。该方法首先采用有限变分法计算非线性油膜动力特性系数,解决了采用有限差分法时多次迭代的时效问题,大大提高了计算效率;然后根据计算得到的非线性油膜动力特性系数,通过Newmark-β法分析转子系统的瞬态响应,用学科间迭代方法实现了非线性油膜动力特性系数与转子瞬态响应之间的流固耦合;最后以Jeffcott转子系统为例,对比研究了传统静态分析方法与动态分析方法。结果证明,采用动态分析方法得到的转子系统瞬态响应幅值更小,精度更高。

轧制界面非稳态油膜润滑特性

以流体力学理论、轧制理论及Hill的特性曲线微分方程解法为基础,建立了轧制界面考虑入口板带厚度、轧辊半径发生波动下非稳态油膜厚度分布动力学模型,提出了油膜波动系数来反映界面油膜厚度绝对波动,并进行了相应的仿真分析.结果表明:非稳态条件下轧制界面油膜厚度分布性态会随时间不同而发生变化,不同时刻最小油膜厚度也会发生变化;界面油膜厚度的绝对波动会随着入口板带厚度、轧辊半径非均匀程度加剧而变大,而入口板带厚度、轧辊半径的变化频率对界面油膜厚度的绝对波动影响较小.

大型水泵滑动轴承油膜刚度对转子动力特性影响

滑动轴承作为大型水泵转子系统的重要支撑,其油膜动力特性对转子系统动力特性有着重要影响。本文从滑动轴承工作原理出发,通过对Reynolds方程进行差分求解,建立了油膜刚度系数的无量纲求解方程。通过数值模拟方法对某水泵转子系统进行研究,分析了其轴承动力特性和转子动力特性。结果表明,交叉刚度kxy和kyx对水泵转子系统稳定性影响较大;滑动轴承刚度系数增大,转子系统临界转速升高,刚性支撑条件下较弹性支撑时临界转速增大34.7%。在大型水泵转子轴承系统设计、制造和运行过程中,应充分考虑轴承刚度对结构稳定性的影响,保证结构的安全稳定运行。

轴系运行工况对轴系-基座-壳体耦合振动影响研究

螺旋桨推进轴系与船体艉部耦合振动是制约船体减振降噪的重要因素,研究其成因机制和影响因素对于识别和有效控制船体艉部振动和噪声具有重要意义。故从轴系运行状态着手,基于有限元转子动力学理论,对轴系-基座-壳体耦合振动影响因素如轴系运行工况、校中状态及激振力等进行分析。在直线校中状态下,选定轴系四种运行工况,运用雷诺方程计算各工况下支撑轴承压力分布及八动力特性参数,引入轴承润滑油膜和水膜刚度和阻尼矩阵,将各支撑轴承离散成多点支撑,在此基础上建立轴系-基座-壳体系统有限元模型,计算多激励下系统动力响应,采用有限元功率流分析各工况下支撑轴承传递特性对系统耦合振动的影响。结果表明,不同工况下轴承支撑特性会导致系统耦合振动特性不同,经轴系传递到壳体上的功率流也会产生相应变化,最终将会引起不同的辐射噪声。

电主轴用可倾瓦轴承稳态平衡位置计算

提出一种计算电主轴用可倾瓦滑动轴承稳态平衡位置的新搜索方法,解决了油膜力非线性导致的平衡位置难以搜索的问题。在计算过程中,发现瓦背支点位置的微小变化会在很大程度上影响可倾瓦轴承的8个动力系数。用该搜索方法,采用运动极坐标系同时对多个方向进行搜索,计算出稳态平衡位置。计算结果表明,适当增大瓦背与轴承座的半径差会提高可倾瓦轴承的稳定性;新搜索方法可以有效避免搜索中的死循环,且可用于其他形式的滑动轴承。

基于不平衡响应的柔性转子系统动态参数识别研究

本文提出了一种利用柔性转子本身不平衡响应作为激励,利用小波变换理论去除嗓声,获取不平衡响应信号,识别油膜特性系数的新方法。实验结果评价表明,识别值具有较好的精度。

Thermal elastohydrodynamic lubrication of modified gear system considering vibration

The thermal elastohydrodynamic lubrication characteristics of a modified gear system under a dynamic load were investigated,including the influence of the modification coefficient and vibrations.Based on the dynamic theory of gear systems,a six-degree-of-freedom tribo-dynamics model was established.Thermal elastohydrodynamic lubrication characteristics of a modified gear system under vibrations and a static load were analyzed.The results showed that the positive transmission gear system exhibited the better lubrication effect compared with other transmission types.A thick lubricating oil film could be formed,and the friction coefficient between the teeth and the oil film flash temperature were the smallest.As the modification coefficient increased,the lubrication condition was continuously improved,and the scuffing load capacity was enhanced.The increment of the modification coefficient increased the meshing stiffness of the gear system but reduced the stiffness of the oil film.

Analysis of lubrication performance for internal meshing gear pair considering vibration

The thermal elasto-hydrodynamic lubrication characteristics of the internal meshing gears in a planetary gear train under vibrations were examined considering the influence of the modification coefficient and time-varying meshing stiffness.Based on dynamic theory of the gear system,a dynamic model of the planetary gear train was established.The lubrication performances of modified gear systems under vibrations and static loads were analyzed.Compared with other transmission types,the best lubrication effect could be produced by the positive transmission.A thicker lubricating oil film could be formed,and the friction coefficient and oil film flash temperature are the smallest.Increasing modification coefficient improves the lubrication performance continuously but intensifies the engage-in and tooth-change impact.For the planetary and inner gears,the increase in the modification coefficient also leads a decrease in the oil film stiffness.