Experimental Investigation on the Bush Inner Surface Temperature of a High Speed Spiral Oil Wedge Sleeve Bearing

The temperature of bush inner surface temperature is measured by using infrared thermometer and transparent bearing,and temperature rise is measured by using thermocouple. The influence of rotating speed and axial location on the bush inner surface temperature is studied,and the influence of supply pressure and rotating speed on the temperature rise is analyzed. The results show the bush inner surface temperature and temperature rise of spiral oil wedge hydrodynamic bearing increase with the increase of rotation speed. In axial direction,the temperature is higher around the oil return hole. The temperature rise decreases with the increase of supply pressure. The highest temperature of bush inner surface and temperature rise are higher at higher speed,so the temperature rise is the fundamental reason which restricts the increase of rotation speed for high speed sleeve bearing.

FLUID FLOW SEPARATION CHARACTER ON NOVEL HYBRID JOURNAL BEARING

The influence of the structure and running parameters of a novel spiral oil wedge hybrid journal bearing on the fluid flow trace is investigated. The governing equation of the flow trace of lubricant is set up, and the simulation is carried out by using finite difference method. The results show that the lubricant flow status and end leakage quantity are greatly influenced by spiral angle,and that the rotating speed has little influence on the flow status. With advisable geometry design, the separation of lubricant between different oil wedges can be obtained, which can decrease the temperature rise effectively.

新型可变可控三油楔轴承结构设计及静态特性分析

传统三油楔轴承结构形状固定,且运转工况单一,为适合变化的工况,提出一种可变可控三油楔轴承。将压电叠堆引入轴承结构中,压电叠堆在直流驱动电压作用下产生驱动力,使轴瓦内表面由圆形变为三油楔形状,且通过改变电压可以控制轴瓦变形大小。介绍该轴承的结构和工作原理,采用CREO软件建立不同驱动电压下油膜的几何模型并导入前处理软件ICEM中进行结构化网格划分,基于FLUENT软件中的两相流模型计算分析不同电压、偏心距和转速下轴承静态特性。结果表明:改变驱动电压可改变三油楔轴承油膜间隙,进而调控油膜压力分布和静态特性;在相同转速和偏心距下,随着驱动电压的升高,可变三油楔轴承变形加大,承载力和摩擦力逐渐减小,流量逐渐增大。

螺旋槽流体动压滑动轴承数值分析

对螺旋槽流体动压滑动轴承进行了研究。由于圆弧形油腔斜置,为计算准确在斜坐标系下推导出了雷诺方程、油膜厚度方程和速度方程的有限差分公式。运用有限差分法,对轴承的承载力、压力和流体质点的流动轨迹等进行了数值分析,对计算结果进行了讨论。结果表明:螺旋形油楔很好地实现了冷热油的分流,避免了润滑油的反复加热,导致轴承承载力降低;偏心率和螺旋角对油膜压力有不同程度的影响。

高速螺旋油楔滑动轴承空穴机理的实验研究

采用透明轴承和高速相机对高速螺旋油楔滑动轴承的空穴特性进行了实验研究。研究了主轴转速和供油压力对轴承油膜的空穴形状、空穴位置和空穴条数的影响,给出了油膜再形成位置的参数方程。结果表明,通过油膜破裂区域的情况能证明油膜最小间隙的位置;油膜存在着长条状的空穴,随着供油压力的提高,油膜破裂位置沿着轴的转动方向迁移,空穴面积变小,因而提高润滑油的供油压力可以改善润滑质量。

基于多变量优化的混合节流主动油膜轴承动态性能分析

主动油膜轴承具有良好的动静态性能,已越来越多地用于精密旋转机械设备中,尽管如此,主动油膜轴承的动态性能在很大程度上受到控制系统复杂性和耦合效应的影响。文中提出一种固定与伺服控制混合节流的主动控制油膜轴承,基于单神经元的多变量控制策略,建立了混合节流主动油膜轴承系统的数学模型。结果表明:该油膜轴承能较准确地控制主轴轴心位置,具有良好的可控性、稳定性、快速响应特性及高刚度和强阻尼等特性。

螺旋油楔轴瓦界面滑移现象分析

针对螺旋油楔滑动轴承非金属材料轴瓦的界面滑移现象,基于极限剪应力模型得到轴瓦表面考虑周向和轴向滑移的数学模型,并运用有限差分法,研究了界面滑移对二维螺旋油楔滑动轴承周向压力、滑移速度、承载力、端泄量和摩擦阻力的影响.结果表明:考虑界面滑移时,螺旋油楔滑动轴承的周向压力、承载力和摩擦阻力有所降低,端泄量有所提高;偏心率的提高使初始极限剪应力临界值有所增加,即轴瓦表面更加不易发生界面滑移;螺旋角的提高对初始极限剪应力临界值的影响不大;滑移首先发生在封油面区域.

计入空化效应的新型动静压轴承热动力分析

基于气液两相流空穴模型,建立了螺旋油楔动静压轴承的热流体动力润滑数学模型。采用有限差分法,数值求解了广义雷诺方程、简化油膜能量方程及轴瓦热传导方程,研究了油膜压力分布以及供油温度和供油压力对轴承内表面温度的影响。结果表明:油膜破裂面积沿轴向先减小后增大,破裂位置沿圆周方向有一定的偏移,距离的大小与螺旋角有关;供油温度对轴承内表面温度的分布影响较大,而供油压力的影响相对较小。

螺旋油楔动静压滑动轴承三维CFD仿真分析

以轴承流体域为研究对象,建立了螺旋油楔动静压滑动轴承的三维实体模型,利用Fluent软件对其流场及温度场进行数值仿真,比较了螺旋油楔轴承与普通三油楔轴承静态性能的差异,同时分析了螺旋角及轴承间隙对螺旋油楔轴承静态性能的影响规律。结果表明:两种轴承的油膜压力及温度分布存在较大差异;轴承油腔的螺旋形分布及进出油孔的分开设置能够减少润滑油的二次加热并能提高轴承端泄量,有利于温升降低;高速轻载工况下螺旋油楔轴承静态性能要明显优于普通三油楔轴承;合理选择轴承螺旋角及轴承半径间隙可以保证螺旋油楔轴承具有较好的润滑特性。

计入供油压力的螺旋油楔动压滑动轴承动静特性分析

对螺旋油楔动压滑动轴承的动静特性进行了研究、联立求解雷诺方程、油膜厚度方程和速度方程等,运用有限差分法计算得出有无考虑供油压力情况下,轴承的动静特性参数。结果表明:供油压力使滑动轴承的油膜压力总体上有所提高;供油压力对轴承的刚度系数和阻尼系数都有不同程度的影响;供油压力的存在加快了流体质点的运动,这对于改善轴承的润滑性能非常有利。因此,研究螺旋油楔动压滑动轴承的动静特性必须计入供油压力的影响。

基于线性摄动法的新型混合轴承动态特性研究

用有限差分法循环迭代求解新型螺旋油楔动静压轴承油膜压力的雷诺方程和变阶梯结构的流量控制方程,采用一阶线性摄动法计算轴颈扰动情况下轴承的动态刚度和阻尼系数,研究了这些系数随轴承参数的变化规律,并利用国外试验数据对理论分析进行了验证。结果表明:油腔螺旋角、长径比和偏心率对油膜刚度和阻尼系数的直接项和交叉项都有较大的影响;合理地选择设计参数可以使这种轴承具有较好的动力特性;与国外试验数据的对比证明了该计算方法和结果的正确性。

螺旋油楔高速主轴动静压轴承研究(英文)

提出了一种新轴承———螺旋油楔动静压轴承。该轴承的结构能加速润滑油在轴向的流动 ;在周向两相邻油楔之间无润滑油流动。这样轴承的温升大为降低。该轴承具有高速、低温升、高抗振性优点 ,是高速主轴理想的轴承。

压黏效应对螺旋油楔动压滑动轴承特性的影响

对螺旋油楔动压滑动轴承进行了研究,推导出了斜坐标系下雷诺方程、油膜厚度方程和速度方程的有限差分公式。在此基础上,建立了考虑压黏效应的螺旋油楔动压滑动轴承的雷诺方程式。运用有限差分法,计算得出有无考虑黏压效应情况下,轴承的动静特性参数。结果表明:压黏效应使滑动轴承的油膜厚度有所提高,油膜压力、承载力和端泄量有所减小;压黏效应对轴承的刚度系数和阻尼系数、流线分布、摩擦阻力和温升都有不同程度的影响,是分析螺旋油楔动压滑动轴承动静特性的一个不可忽略的因素。

微型动静压轴承FLUENT仿真研究

采用动静压轴承的工作特点,分析和建立了微型动静压轴承工作时油膜数学模型。通过计算流体力学软件Fluent对螺旋油腔在低黏度介质中的仿真研究,得到出口截面的温度数据,并且分析了该轴承在静态和动态时的温度场和压力场分布情况。

动静压轴承油楔最佳加工方法的探讨

介绍了动静压轴承油楔在磨床上加工工装的改进,将原来的偏心套工装,改为工件与偏心轴通过四杆机构连动进行油楔磨削的方式,使磨削油楔的形状和尺寸更容易控制和高速,从而提高轴承精度。该工装的改进为磨床行业动静压轴承油楔的加工提供更有价值的借鉴。

新型动静压差速转台无负压条件下油膜温升特性

新型动静压转台运转过程中,静压腔外槽区可能出现负压使得动压油楔供油不足,影响油膜温升特性分析的准确性。为准确研究转台油膜的温升特性,通过FLUENT计算不同供油压力条件下,不同油膜厚度在静压腔外槽区不产生负压时对应的最大转速,并利用MATLAB拟合出相应的最大转速-膜厚曲线,得出随着油膜厚度和供油压力的增大,油膜在静压腔外槽区不产生负压时所能达到的最大转速均逐渐增大的结论。在保证对动压螺旋油楔供油条件下,研究转速、供油压力和油膜厚度对油膜温升特性的影响。结果表明:转速对油膜温升的影响较明显,随着转速的升高油膜温度逐渐升高;随着油膜厚度和供油压力的增大,油膜温度逐渐减小,而且油膜厚度和供油压力越大,低转速时油膜温升越不明显。

新型动静压转台内部油膜压力场的数值模拟

以新型螺旋油楔动静压转台为研究对象,采用基于Navier-Stokes方程的CFD (Computational fluid dynamics)软件模拟转台内部润滑油的压力场分布,分析不同转速和油膜厚度对转台内部压力场分布的影响,并进行了实验验证。分析结果表明,在同一供油压力下,油膜厚度较转速对静压油膜压力的影响更为明显;而油膜厚度和转速都会对动压压力峰值造成显著影响;油膜厚度一定且转速较高时,动压压力峰值明显高于静压腔内压力。CFD仿真结果与实验测试结果基本吻合,从而证实了仿真结果的可靠性及分析方法的可行性。

动静压轴承楔形曲面设计及加工方法的研究

作者结合机床工业的发展需要,根据多年从事相关技术研究和应用积累的经验,对影响动静压轴承性能的浅腔楔形曲面设计中的关键参数选取,和用数学方程准确控制精密加工的方法等问题进行了深入的分析和研究,对该技术的应用有较好的参考价值。