Effects of Dimensional Tolerances on the Friction Power Loss of Hydrodynamic Journal Bearing System

According to the dimensional tolerances on hydrodynamic journal bearing system, a nonlinear oil film force model was established,and the Reynolds' equation was solved by adopting finite difference method. In order to fulfill different dimensional tolerances in the system,adopting 2kfactor design and using the eccentricity ratio corresponding to the stability critical curve,the effects of the friction power loss brought by the dimensional tolerances of the dynamic viscosity,bearing width,bearing diameter and journal diameter were analyzed. The effect on dynamic characteristics of the hydrodynamic journal bearing system was quantitatively analyzed,and the nonlinear dynamic analysis, modeling and calculation methods were studied while considering the manufacturing tolerances. The results show that in contrast to the impacts of the tolerances in journal diameter,dynamic viscosity and bearing width,the bearing diameter tolerance would lead to the rise in the power loss, and the dimensional tolerances have different degrees of impacts on the journal bearing system. The friction power loss decreased as the eccentricity ratio increased, and when the eccentricity ratio was 0. 695 the power loss came to the minimum.The investigation would find the best solution and reduce energy consumption,then control varieties of nonlinear dynamical behavior effectively,and provide a theoretical basis for hydrodynamic journal bearing system in parameter design.

轴向柱塞泵低压待机工况摩擦副功率损失研究

柱塞泵是特种车辆液压装置动力核心,在待机工况下,由于压力的降低,润滑性能会下降,摩擦副功率损失变大,不仅不节能,而且影响设备寿命和可靠性。为使轴向柱塞泵在低压待机时在节能、寿命、可靠性等方面都具有较好表现,针对某型号轴向柱塞泵开展配流副和滑靴副压紧系数理论研究及低压待机工况功率损失试验研究,并对工程实践和结构优化提出实质性建议。分析得出随着泵出口压力的降低,配流副和滑靴副的压紧系数逐渐增加,当出口压力低于2 MPa时,压紧系数急剧增加,会导致摩擦功率损失增加。通过对柱塞泵进行功率损失试验和100 h低压工况耐久试验得出,当出口压力低于2MPa时,柱塞泵的摩擦功率损失增大0.8kW,同时配流副和滑靴副有较严重磨损,与理论研究相符;若柱塞泵长期工作在此状态,会导致摩擦副严重磨损、柱塞泵寿命降低。建议主机在低压待命时,柱塞泵出口压力要高于2MPa。

多轴特种车辆传动系统机械摩擦阻力损失与传动效率研究综述

在多轴特种车辆重载化和机动化的发展过程中,动力传动性能是其快速机动作战能力的保证,也是战时生存能力的一种体现。传动系统的内部阻力损失会使动力传输效率下降从而直接影响动力性能,其中机械摩擦阻力损失是传动系统主要损失。该文章围绕传动系统机械摩擦阻力损失特性与传动效率研究方法,首先分析了多轴特种车辆传动系统的结构特殊性,表明了传动效率对传动系统性能的重要性;其次通过分析齿轮啮合功率损失、轴承摩擦功率损失、油封功率损失和传动轴功率损失4种主要类型机械摩擦阻力损失的形成机理、主要影响因素,表明了传动效率与部件结构参数、运行条件之间的关系,为传动系统性能表征提供了分析依据;然后从理论数值研究、仿真研究和试验论证研究3个方面综述传动系统效率的研究核心与难点,为实现对车辆传动部件的优化设计与状态监测、传动系统的优化匹配与性能评估提供指导思路;最后阐述了对当前传动效率特性研究深度的展望,认为多因素的耦合分析、不确定性分析,功率损失的动态特性分析,以及基于车辆行驶工况的综合传动效率分析更具有工程应用价值。

V形兜孔圆柱滚子轴承摩擦生热特性分析

针对V形兜孔圆柱滚子轴承的兜孔几何参数影响轴承摩擦生热特性的问题,研究了不同V形兜孔壁面倾斜角度对轴承摩擦生热特性的影响规律。首先,基于多体动力学理论、摩擦学原理,建立了轴承动力学模型、摩擦功耗模型;然后,分析了V形兜孔不同几何参数对兜孔摩擦生热的影响,并利用正交试验法优化了V形兜孔几何参数;最后,基于优化后的V形兜孔,分析了轴承各部件间的摩擦生热特性。研究结果表明:V形兜孔几何参数对兜孔摩擦生热影响显著,工况相同时,不同壁倾角组合下兜孔摩擦功耗的最大差值达到了736.2 W,当兜孔壁倾角α=40°、β=50°时可有效降低兜孔摩擦生热;此外,兜孔摩擦生热随转速增加而持续升高,但径向载荷的增加使得兜孔摩擦生热逐渐趋于稳定;与普通圆弧兜孔轴承相比,不同工况下,优化轴承兜孔摩擦生热及总摩擦生热均低于普通轴承,且优化轴承滚子与兜孔间的接触力也低于普通轴承。

齿轮啮合过程摩擦功耗研究

根据系统功能基本原理,提出了一种新的齿轮啮合过程摩擦功耗计算方法。假设两圆盘在滚动过程中存在相对滑动,圆盘间摩擦力矩将对圆盘做功而产生摩擦功耗。据此原理,建立了齿轮啮合过程的摩擦功耗计算模型。在对齿轮啮合过程中摩擦因数分析的基础上,对外啮合齿轮摩擦功耗进行了分析计算。计算结果表明,齿轮在啮合过程中,双齿啮合区的摩擦功耗起主导作用。将计算结果与Velex的试验结果对比显示,提出的齿轮啮合过程摩擦功耗的计算模型是可行的。

同步回转式压缩机滑片摩擦特性研究

通过对新型同步回转式压缩机滑片的运动及受力分析,建立了其动力学模型,分析推导了滑片上各点摩擦力随主轴转角的变化关系及滑片上摩擦功耗的大小.在该模型基础上,对一台排量为96 cm3/r的同步回转式压缩机样机的滑片所受的摩擦力及摩擦功耗进行了分析计算,并与相同规格的旋叶式压缩机进行比较.结果表明:同步回转式压缩机滑片摩擦功耗主要发生在滑片与转子滑槽之间,占滑片总摩擦功耗的88.5%;样机的滑片摩擦功耗只有66.08 W,比同规格旋叶式压缩机的滑片总摩擦功耗降低85.1%;样机的总摩擦功耗约为218 W,比同规格旋叶式压缩机降低53.8%.研究结果表明,同步回转式压缩机在摩擦功耗方面表现出明显优势.

泵内圆盘摩擦损失实验研究

当封闭空腔内圆盘顶部径向间距保持不变时，在轴向间距、旋转雷诺数不同情况下，对旋转圆盘的摩擦损失进行实验研究，结果表明：轴向间距增大会增加圆盘摩擦损失；随着旋转雷诺数增加，摩擦转矩系数逐渐减小；粗糙度增大使圆盘摩擦损失增加。最后，以轴向间距比、旋转雷诺数为特征参数推导出摩擦转矩系数的经验计算式。

金属带式无级变速器摩擦功率损失研究

为了提高金属带式无级变速器的传动效率,将金属带组件的功率损失确定为四部分,考虑滑动对功率损失的影响并得出了功率损失计算公式。以传动比分别为0.85、1.00、2.35为例,对各项功率损失进行了计算。分析结果表明,金属块与带轮间的摩擦是造成CVT功率损失的主要原因。总的摩擦功率损失随着传动比的增大而先减小后增大,效率随着传动比的增大而先增大后减小。传动比为1.00时CVT效率最高。

活塞裙部型线对活塞系统二阶运动和摩擦功率的影响

从活塞的动力学分析开始，结合流体动力润滑方程，建立了缸套活塞裙部间的润滑模型。该模型采用优化的数值分析方法，使计算程序有较好的收敛性，能计算出整个四冲程范围内的活塞二阶运动和摩擦功率的轨迹。此外，作者将原始的直线型线和国外先进机型的中凸型线输入计算程序中，探讨了其对活塞裙部型面的作用和优劣。结果表明：中凸型线可以使活塞在上行和下行冲程中均能形成双向油楔。

基于润滑分析的活塞参数设计研究

本文建立了结合活塞动力学方程的和缸套 -活塞裙部间的流体动压润滑方程的活塞润滑数学模型 ,采用改进的数值分析方法来研究活塞裙部的摩擦功率及二阶运动和活塞设计参数之间的关系 ,分析了活塞的一些参数对活塞润滑性能的影响 。

铁磁流体动密封磁流体摩擦功耗的研究

铁磁流体中存在一个不平衡旋度 ≠ 12 rotv,由此引起悬浮在顺磁性载液中磁偶极矩为 m的磁粒子的旋转摩擦 .原先以磁畴取向的磁粒子 ,在外磁场作用下 ,经历驰豫时间 τ改变其方向 .在高速 ( v≥ 7m/s)时 ,磁流体摩擦热致使其粘度和粒子磁性能下降 ,影响其密封性能 .选择牛顿内摩擦模型 ,Langevins和 Navier-Stokes方程导出了磁粒子的旋转摩擦功耗公式 ,并由实验进行了验证 .

齿轮啮合效率的理论研究进展

针对齿轮啮合效率模型精度低、啮合效率影响机理有待深入研究的问题,系统地综述齿轮啮合效率的理论研究进展。从建立齿轮啮合效率模型的主要要素入手,着重阐述齿面法向载荷、齿面相对滑动/滚动速度、齿面滑动摩擦因数、齿轮啮合效率建模以及齿轮设计参数等要素对啮合效率影响机理的国内外研究现状,提出以啮合效率精确建模为基础,探索啮合效率影响机理,进而实现高啮合效率齿轮设计的思想。

平动回转式压缩机的几何理论

为了解决压缩机摩擦能量损失大和结构磨损严重的问题,提出了一种全新结构的平动回转式压缩机,它由固定的气缸、摆动的滑板和平动的转子等组成。由气缸的内表面、滑板和转子的外表面形成的工作腔在工作循环中进行连续的进气、压缩及排气动作,使压缩机工作状态极为平稳。介绍了该压缩机的工作原理、结构特点及几何理论,并详细推导了行程容积、气腔压力及热力学计算的有关公式。分析结果表明,该压缩机结构简单、无易损件、易于密封、摩擦磨损小、成本低,适用于各种流体。

斜齿轮滑动摩擦功率损失的计算

应用齿轮啮合理论,提出了斜齿轮啮合滑动摩擦功损的计算方法。首先,利用轮齿接触分析得到齿轮副的啮合路径和接触印痕;然后,利用承载接触分析求得齿面接触点法向载荷和承载传动误差,通过求解一个周期内所有啮合位置,可以得到一对轮齿从进入啮合到退出啮合所有接触点的法向载荷和承载传动误差,极大减少了计算工作量;最后,将承载传动误差转换成齿面接触点的相对滑动速度并与该接触点处的摩擦力相乘得到该点的滑动摩擦功损,将所有接触点的滑动摩擦功损一起带入功率近似计算公式从而得到斜齿轮啮合的滑动摩擦功率损失。

基于热机耦合的缸孔-活塞系统优化设计

针对某款四缸柴油机搭建了活塞动力学模型。通过计算活塞温度场,分别得出活塞在温度应力与缸内燃气压力下的变形,同时计算得出缸孔在螺栓预紧力与热载荷下的变形量,得到热机耦合下的活塞型线与缸孔型线。在此基础上对缸孔-活塞系统进行优化设计,在额定工况(3 200 r/min,110 kW)下摩擦损失功率(P_f)降低了8.13%,活塞敲击动能降低38.6%,在最大转矩点工况下各性能也得到改善。

立式高压型涡旋压缩机摩擦副分析

分析了立式高压型涡旋压缩机在稳定运行工况下的摩擦副及其摩擦润滑状态 .对涡旋压缩机的径向轴承类摩擦副进行建模 ,根据涡旋压缩机的载荷大小和相位分布特征对载荷式进行了合理的积分 ,得到了该类摩擦副在压缩机稳定运行时的摩擦力的分析解 .考虑到立式高压型涡旋压缩机的工作特点及供油特征 ,根据 Streibeck曲线分析选取了其余摩擦副的摩擦系数 ,给出了涡旋压缩机的摩擦功率损失计算公式 ,并对样机进行了摩擦功率损失和压缩机总耗功率的计算 .通过对功率分布图的分析 。

涡旋压缩机型线几何参数对其摩擦损失功率的影响研究

通过分析具有自调背压机构的涡旋压缩机涡旋型线几何参数对其动涡盘各部位摩擦损失功率的影响,得出在动涡盘产生摩擦损失的各部位中,动盘底板上表面与静盘接触处的摩擦损耗受涡盘几何参数的影响最大。经过理论分析及模拟计算,得出在满足吸气压力、压力比、吸气容积的条件下,总有一组涡旋型线几何参数能使动涡盘上的摩擦损失功率最小。给出了优化设计基圆渐开线涡盘几何参数的方法。

基于承载接触特性的直齿面齿轮滑动摩擦啮合效率研究

为了解决直齿面齿轮滑动摩擦啮合效率的问题,基于弹性流体动力润滑理论,提出了一种计算直齿面齿轮啮合效率的方法.首先,运用轮齿接触分析(TCA)和轮齿承载接触分析技术(LTCA)对直齿面齿轮承载啮合过程进行数值仿真;其次,运用非牛顿准稳态热弹流理论建立滑动摩擦系数的计算模型,从而建立直齿面齿轮啮合效率的计算模型,最后分析了输入扭矩、转速等对啮合效率的影响.结果表明:滑动摩擦系数是影响齿轮啮合效率的重要因素;齿面不同位置滑动摩擦系数也不相同;滑动摩擦系数受输入转速、输入扭矩的影响.该方法为直齿面齿轮的进一步优化计算提供一定的理论依据.

内燃机主轴承摩擦功率损失的影响因素

研究了影响主轴承摩擦功率损失的影响因素,包括轴承表面粗糙度、润滑油温度、曲轴转速、轴颈间隙和供油提前角,同时分析各影响因素对内燃机主轴承的影响。分析所用物理模型为直列六缸内燃机,其数学模型主要依据有限差分法与欧拉法求解雷诺方程,润滑油膜接触通过在时域内压力平衡迭代计算。对内燃机曲轴主轴承摩擦功率损失影响因素进行了探讨,计算结果表明,在内燃机零部件设计阶段应充分考虑轴承间隙以及表面粗糙度对摩擦功率损失的影响。

弧齿锥齿轮摩擦功率损失计算

基于齿轮啮合原理和摩擦学理论,将弧齿锥齿轮等效为当量直齿圆柱齿轮,并综合考虑啮合点相对滑动速度、法向载荷、摩擦系数等时变性因素和实际重合度的影响,建立弧齿锥齿轮摩擦功率损失计算模型。基于该模型,以某型直升机尾减速器弧齿锥齿轮为对象,对其进行摩擦功率损失计算分析。结果表明,该计算模型考虑因素全面、分析方法简便、计算结果准确可靠,对弧齿锥齿轮摩擦功率损失计算具有参考价值。