基于CFD的船舶倾斜尾轴承润滑静特性分析

针对船舶尾轴在实际运行过程中存在挠曲变形过大导致尾轴承润滑不良的问题,提出在轴承内孔设计单斜度的倾斜尾轴承结构。利用计算流体力学(CFD)方法,分别建立轴颈倾斜时水平尾轴承和倾斜尾轴承的有限元模型,在相同轴颈倾斜角和偏心率以及不同转速条件下,计算2种结构尾轴承的静特性参数,对比分析同一转速下,不同结构对润滑静特性的影响,以及相同结构时,静特性参数随转速变化的规律。计算结果表明,相同工况下,倾斜尾轴承的最大油膜压力、承载力、摩擦力、摩擦系数和端泄流量均比水平尾轴承更小。随着转速增加,2种尾轴承的最大油膜压力、承载力、摩擦力和端泄流量均不同程度增加,摩擦系数总体呈减小趋势。相关工作可为船舶尾轴承结构的优化设计提供理论参考,便于工程应用。

基于EEMD-BP的自动倾斜器轴承故障诊断研究

针对自动倾斜器轴承运行工况复杂,难以实现故障自动识别的问题,本文提出了一种基于集合经验模态分解和BP神经网络相结合的自动倾斜器轴承故障诊断方法。该方法首先对信号进行集合经验模态分解,计算归一化能量特征并完成特征构造,最后将构造好的特征输入BP神经网络完成模型训练与测试,从而实现时频处理算法和神经网络模型的有效结合。本文主要分析了隐含层神经元个数、训练数据组数等因素对故障诊断成功率的影响。此外,本文还研究了训练数据存在偏差、不同测点下该算法的适用性。实验结果表明,该方法可以有效地进行自动倾斜器轴承故障类型的识别。

空穴效应对倾斜轴颈轴承润滑性能影响的研究

为更准确地分析倾斜轴颈轴承的润滑性能,基于控制体积质量守恒原理,综合考虑宏观空穴和微凸体间空穴的影响,建立包括空穴区域在内的统一润滑控制方程,分析了宏观空穴和微凸体间空穴对润滑性能的影响。研究结果表明,空穴现象对最大油膜压力影响不大;宏观空穴现象使得轴承润滑油进口低压区域面积增大,形成较大的空穴区域,同时油膜出口边界滞后;微凸体间空穴使进口空穴边界和出口空穴边界均略微提前;在空穴区域,润滑介质密度低,空穴程度较大;微凸体间空穴对全润滑区域的润滑介质密度分布影响较大,特别是在空穴边界附近;宏观空穴对端泄流量、油膜力矩和油膜承载力有较大的影响,微凸体间空穴的影响可以忽略。

轴颈倾斜的径向轴承热弹性流体动力润滑分析

通过联立求解质量守恒的广义Reynolds方程、能量方程、固体热传导方程和固体变形方程,建立了轴颈倾斜的径向轴承三维热弹性流体动力润滑(TEHD)模型.在此基础上,深入研究了轴颈倾斜径向轴承的TEHD性能.结果表明,弹性变形和热变形都对轴颈倾斜径向轴承的性能具有显著影响.当只考虑弹性变形时,油膜厚度变化曲线出现了局部"凸"的形状,且最大油膜压力减小;当只考虑热变形时,油膜厚度变化曲线出现了局部"凹"的形状,且最小油膜厚度增大,但热变形对最大油膜压力的影响不大;当同时考虑弹性变形和热变形(即完整的TEHD模型)时,轴颈倾斜径向轴承的所有性能参数都发生了明显的变化,因此,对于重载高速的操作工况,有必要建立轴颈倾斜径向轴承的TEHD模型.

35000t散货船尾轴承偏心倾斜优缺点

根据合理的轴系校中计算,将35000 t散货船尾轴承内径先加工成偏心,然后在偏心的基础上加工成倾斜。根据DNV最新要求对采用该方法加工的轴承进行严格检验,经检验合格后再上船安装。多年的运营证实,35000 t散货船尾轴承温度一直保持良好,尾密封也一直运行安全,确保船舶所有人提出的5年1次的坞期要求,大幅提高尾轴承及尾密封的使用寿命。

水轮发电机推力轴承倾斜瓦采用不同直径油室的静压润滑油压力

本文叙述了为确定水轮发电机推力倾斜瓦采用不同直径润滑油室的静压润滑所需油压力而做的实验室模型研究结果，并与理论计算值进行了比较。

基于MED和边际谱的自动倾斜器轴承故障诊断

针对直升机自动倾斜器轴承早期微弱故障特征易被强烈背景噪声淹没的问题,提出了一种基于最小熵反褶积(Minimum Entropy Deconvolution,MED)和边际谱的自动倾斜器轴承故障诊断方法。采用MED对采集的振动信号进行滤波降噪,提高了信号的信噪比,突出了轴承早期微弱故障特征;通过Hilbert变换和经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)获取去噪包络信号的本征模态函数(Intrinsic Mode Functions,IMF)集,并引入峭度筛选准则选取合理IMF集计算局部Hilbert边际谱,有效地提取了故障特征频率,能够通过故障特征频率进行故障类型判别。通过某型直升机自动倾斜器故障诊断试验系统验证了该诊断方法的合理性和可行性。

基于贝叶斯推理的直升机自动倾斜器轴承动态阈值计算方法

针对加权平均方法计算得到动态阈值准确度不高的问题,利用正常数据概率密度和不同故障类型数据概率密度的特点,提出一种基于贝叶斯推理的直升机自动倾斜器轴承动态阈值计算方法。首先,采用奇异值分解对振动信号进行预处理,滤除噪声对动态阈值计算结果的影响;其次,采用故障频率能量特征提取方法,分别提取正常数据和内圈、外圈、滚珠故障数据的特征;最后,采用贝叶斯推理方法分别计算正常数据与内圈、外圈、滚珠故障数据的动态阈值。利用故障植入的方法获取数据,开展动态阈值计算试验,结果表明,方法能够正确找到正常数据和不同故障类型数据概率密度曲线的分界点,具有较高的正确率,较低的漏报率,方法提高了动态阈值的计算准确度。

基于BP神经网络的自动倾斜器轴承故障诊断

针对直升机故障诊断的需求,开展全尺寸某型直升机自动倾斜器轴承故障诊断研究。基于电火花刻蚀技术,进行自动倾斜器轴承植入外圈、内圈及滚珠故障试验。在小波包去噪的基础上,提取故障信号的小波域能量和功率谱谱熵特征参数,将其输入反向传播(BP)神经网络中,对自动倾斜器轴承进行故障诊断。研究结果表明,该方法降低了背景噪声的干扰,平均故障诊断率达80%,能够实现自动倾斜器轴承故障诊断,但滚珠故障诊断还有待进一步研究。

基于局部Hilbert边际谱的自动倾斜器轴承故障诊断

针对直升机操纵系统重要承力部件自动倾斜器轴承健康监测与故障诊断的需求,研究相应健康监测技术及其故障诊断方法,从而为直升机结构健康监测状态评估与使用管理提供依据。经验模态分解方法作为一种自适应时频分析方法,非常适用于处理复杂非平稳信号,提出了一种基于局部Hilbert边际谱的直升机自动倾斜器轴承故障诊断方法。该方法首先将振动信号进行小波包分解;然后对重构降噪信号采用Hilbert变换进行包络分析得到包络信号;最后对包络信号进行EMD分解,选取有效IMF集计算局部Hilbert边际谱,提取故障特征。在此基础上,构建了某型直升机自动倾斜器故障诊断试验系统。研究表明,该诊断方法合理、可行。

艉轴承载荷分布影响因素研究

为解决某船艉轴架赛龙轴承异常磨损问题,文章应用有限元方法建立艉轴、艉轴承及轴承衬套接触模型,研究轴承斜度与长度对轴承载荷分布的影响。结果表明,在一定条件下,轴承斜度对轴承载荷分布的影响十分明显,且轴承加长可进一步有效增加实际接触面积,降低局部峰值压力,改善轴承及轴承衬套的磨损状况。

分布式摩擦激励下轴系振动研究

针对含水润滑橡胶轴承轴系在摩擦激励与弯扭耦合作用下产生自激振动并诱发异常噪声、而常用的点支承模型无法用于分析轴承分布支承力及轴承倾斜等因素对轴系振动影响,采用分布式轴承支承模型及速度依赖型Stribeck摩擦模型,利用拉格朗日方程及模态展开法建立摩擦激励下轴系动力学模型。用数值仿真研究轴系非线性振动与系统物理参数间关系,探讨接触力、转速、轴承倾斜等因素对轴系响应特性影响。结果表明,在相同摩擦系数、接触力、转速条件下轴承倾斜会使轴系更易产生自激失稳。

基于MED和LMD的自动倾斜器轴承广义Shannon熵谱分析

针对轴承信号微弱故障特征易被强背景噪声淹没的问题,提出采用最小熵反褶积,通过逆滤波器最优化设计,对目标信号进行降噪处理,其峭度值提高了约3.8倍,增强了信号的微弱故障特征;针对非平稳非线性信号频率成分复杂难以解调的问题,提出采用局部均值分解(LMD)和峭度-相关系数筛选准则,其可对非平稳非线性信号进行自适应分解和最优重构,提高了信号的信噪比;针对信号耦合调制及边频突出的问题,通过引入广义Shannon熵进行包络谱带内降噪处理,信号一阶故障特征调制频率与故障特征频率的幅度比降低了24%～43%。通过实验室信号及某型直升机自动倾斜器轴承故障诊断地面试验的分析结果验证了该方法的合理性和可行性。

考虑应力偶计入区间及黏压效应的倾斜轴承非牛顿流体润滑特性研究

以滑动轴承为研究对象,考虑轴颈倾斜及润滑油黏压效应影响,建立轴承应力偶流体动力润滑模型,引入临界油膜厚度系数,探究应力偶流体对油膜厚度的敏感度,分析应力偶流体计入区域、应力偶系数、倾斜角及黏压效应对轴承润滑特性的影响。结果表明:随着应力偶系数的增加,润滑特性参数随油膜厚度的敏感度逐渐增加。较牛顿流体,考虑滑油应力偶效应时,轴承油膜压力显著增加,且随着应力偶计入区域的增加,轴承最大油膜压力逐渐增加,摩擦因数逐渐减小。在最小油膜厚度区域附近计入应力偶效应时,影响最为显著。轴颈发生倾斜时,倾斜作用将加剧应力偶效应,且随着应力偶系数的增加,倾斜对应力偶效应的影响愈加显著。黏压效应对应力偶流体轴承油膜压力有显著影响,但对于摩擦因数及端泄流量,其影响微弱。