圆轴承三维热流体动力润滑的研究

联立求解了广义雷诺方程、三维能量方程、三维固体热传导方程及载荷平衡方程 ,并考虑粘度随温度及压力、密度随粘度及压力的变化 ,在油膜与轴瓦界面使用热流连续性边界条件 ,得到了圆轴承油膜及轴瓦的三维温度场。结果表明最高温度并不出现在油膜与轴瓦交界面 ,不同圆周位置沿膜厚方向的最高温度出现位置不同。证实了考虑三维温度得到的轴承的润滑性能与考虑二维温度得到的轴承润滑性能有很大的差异。采用Newton-Raphson法求解广义雷诺方程和载荷平衡方程 ,采用快速扫描法求解由有限差分离散的能量方程和热传导方程 ,在计算中发现所使用的算法收敛速度快 ,大大节约了计算时间。

新型高速铣床主轴水润滑动静压轴承结构及性能研究

基于高速铣床主轴支撑技术的应用背景和现状,提出了新型水润滑动静压混合径向轴承结构。和传统结构相比,该结构采用环槽和冷却孔对轴瓦表面直接冷却以降低轴承温升,且采用阶梯腔增强动压效应以增强承载力。运用有限元求解基于整体流紊流模型的雷诺方程和能量方程,计算得到不同腔型轴承的动静特性,并对多种结构的刚度和温升进行分析比较。结果表明:该结构不仅能够满足轴承的性能要求,而且能有效控制温升和具有较高的刚度。

高速水润滑动静压轴承环面节流器节流系数研究

采用Fluent建立了用于高速水润滑动静压轴承的环面节流器的有限元模型,计算了环面节流器的流场,研究了小孔直径、油膜厚度、压力差和主轴转速与节流系数的关系,探讨了节流系数的变化规律。结果表明:在油膜厚度较小时,节流器性能主要取决于轴颈线速度和压力差,说明在半径间隙较小的高速水润滑动静压轴承性能计算中,根据运行参数取节流系数是很有必要的。

动静力混合润滑轴承三维温度场的研究

联立求解广义雷诺方程、三维能量方程、三维固体热传导方程及载荷平衡方程、油腔流量守恒方程和油腔能量守恒方程并考虑粘度随温度及压力、密度随粘度及压力的变化,在油膜与轴瓦界面使用热流连续性边界条件,得到动静力混合润滑轴承的三维温度场。结果表明动静力混合润滑轴承的温度分布比较均匀,在外载荷相同时,供油压力高时的最高温度略低于供油压力低时的情况。

设计参数与环境因素对艉轴承润滑性能的影响

为提高船舶舰艇的艉轴承在低速重载工况下的润滑性能,选择某船用推进轴系艉轴承为研究对象,利用Fluent的Mixture模型求解两相流动状态下水润滑轴承的润滑性能参数,并分析设计参数和环境因素影响下的轴承润滑性能。研究表明:承载力与长径比呈正线性相关,水膜最大压力随长径比的增加而增大,但增长速率逐渐放缓;承载力随沟槽数量的增加先增加后降低,峰值出现在沟槽数量为2时;随沟槽夹角或沟槽深度的增加,水膜最大压力与承载力逐渐下降,而摩擦因数会增大;V形槽轴承的流体动压效果较好,相比于U形槽轴承,承载力提高了7.2%;水膜最大压力随着轴线绕x轴倾斜角的增加,其增长速率逐渐增加,最大水膜压力点会偏离轴承中截面,倾斜角为0.020°时,水膜最大压力为无轴线倾斜时的7.2倍;海水盐度的增加会提高轴承润滑性能,海水盐度从0增加到100‰时,承载力提高了15.8%。该研究为艉轴承的设计优化和试验提供理论参考。

曲轴主轴承油膜动力润滑与系统动力学的耦合分析

在分析内燃机活塞 连杆 曲轴系统的系统动力学行为和曲轴主轴承的流体动压润滑基础上,建立了该系统的系统动力学与流体动力润滑耦合作用下的动力学分析模型,并提出了求解此模型的数值解法。利用机械系统动力学分析软件ADAMS的求解器(Solver)和自己编写的计算流体动力润滑程序连接调用进行了系统动力学与流体动力润滑的耦合分析。通过比较不考虑油膜动力润滑时缸体各部分的动态受力和考虑油膜动力润滑后缸体的动态受力表明:润滑油膜的动力耦合具有使缸体各部位受力趋于均匀化的作用,以不考虑油膜动力耦合作用的零部件最大受力作为设计依据的零部件设计具有过大的安全裕度;在内燃机零部件设计时考虑摩擦学与系统动力学的耦合是非常必要的。

四瓦可倾瓦径向滑动轴承动力特性的实验研究

采用在线分析方法考察了 30 0 MW汽轮发电机组可倾瓦轴承的静、动力特性 ,探讨了载荷、轴颈转速以及动态激振力频率等参数变化对可倾瓦轴承的静、动态性能的影响 .比较试验结果与理论计算结果发现 ,在不同频率激振力作用下 ,理论计算所得到的可倾瓦轴承动特性参数与试验结果有较大的差异 .

径向轴承启动过程瞬态热效应的研究

联立求解广义雷诺方程、油膜瞬态三维能量方程、轴瓦瞬态三维固体热传导方程及轴颈的运动方程,并考虑粘度和密度随温度及压力的变化,在油膜与轴瓦界面使用热流连续性边界条件,确定了在承受稳态载荷时圆轴承在启动过程中的温度变化情况.介绍了一种有效的用于求解轴承瞬态性能的改进Newton-Raphson算法.结果表明:整个系统达到热平衡的时间与启动加速度的大小无关;启动加速度越高,温度升高越快;在启动过程中,油膜最高温度出现的位置沿膜厚方向而变化.同有关试验结果的对比证实所建模型和所用算法正确可行.

磁悬浮轴承转子系统动态特性的实验研究

通过激振实验获得磁悬浮轴承转子系统的动态特性参数,并与实际运行状态进行比较。结果表明,激振实验能够获得系统在高速旋转状态下的稳定性、临界转速及其与控制参数间的关系。另一方面,激振实验结果表明,某些临界转速值对控制参数的灵敏度很小,无法通过改变控制参数,改变这些临界转速值。

瓦块弹性对大型水轮发电机组径向可倾瓦轴承润滑性能的影响

用有限元素法和有限差分法建立了可倾瓦轴承瓦块三维弹性变形及热效应的计算模型．分析了由瓦面油膜压力引起的三维瓦块弹性变形对采用小包角径向可倾瓦及瓦块支点非均匀密集布置方式下滑动轴承热动力润滑性能的影响． 结果表明：在大型低速重载条件下。

新型水润滑动静压高速主轴轴承的流场模拟

轴承过热会造成高速高刚度主轴抱轴,导致主轴失效。如何提高小间隙轴承内的泄油量来降低轴承温升,是高速高刚度主轴轴承设计必须考虑的重要因素。提出一种新型的可应用于高速机床主轴的高速水润滑多孔阶梯轴承,应用FLUENT软件对其流场进行模拟分析。根据轴承的对称性,选用1/8轴承建立流场分析模型。分析结果表明,可以在同一个深腔内开设有进出油孔的结构,从进油孔节流后流入深腔的润滑油不会无效泄漏,可达到降低轴承温升的目的;深腔内的润滑油为紊流,而浅腔中润滑油紊流现象逐渐减弱;进油孔的节流形式为孔式环面节流。

圆形瓦推力轴承动特性研究

建立了圆形可倾瓦推力轴承动特性计算的数学模型 ,考虑瓦变形对轴承性能的影响 ,对中心支承条件下的圆瓦推力轴承的动特性数学模型进行了有限元求解 ,得出了圆瓦推力轴承的动特性系数值 ,同时讨论了弹簧支承时的弹簧刚度选取依据 .所得结果可用于指导圆形瓦推力轴承的设计和应用 .

变阶梯结构自适应径向滑动轴承的研究

分析了变阶梯结构自适应径向滑动轴承油膜压力的形成机理 ,并建立了二段油膜楔形耦合变阶梯结构的流量控制方程 .采用有限差分法交叉循环迭代求解了油膜压力的雷诺方程和变阶梯结构的流量控制方程 ,比较了设计参数对这种径向滑动轴承的最小油膜厚度、压力分布、承载能力、摩擦阻力等性能和温升的影响 .研究结果表明 :合理地选择设计参数可以使得这种滑动轴承具有较好的润滑性能和承载特性 .

运行过程中载荷突变时可倾瓦推力轴承瞬态热效应的实验研究

研究了可倾瓦推力轴承在名义转速分别为 2 0 0 0 r/ min和 40 0 0 r/ min下 ,当载荷突然变化时推力轴承油膜温度和油膜厚度的瞬态变化规律 .实验结果表明 :当载荷突然增大时 ,油膜温度以及进油边温度上升 ,油膜厚度减小 ;随着载荷变化幅度的增大 ,温度上升幅度也增大 ,油膜厚度进一步减小 ;在载荷变化相同的情况下 ,相同时间间隔内转速高时油膜温度增大幅度比转速低时要大 ,而油膜厚度减小幅度比低转速下小 .

随动耦合变阶梯径向滑动轴承动力特性及稳定性的研究

用有限差分法循环迭代求解了随动耦合变阶梯结构径向滑动轴承油膜压力的雷诺方程和两阶段油膜耦合变阶梯结构的流量控制方程 .在分析轴承油膜压力形成机理及静力特性的基础上 ,采用对位移和速度的小扰动法计算了轴承的动力特性系数 ,考察了运转参数对这种轴承承载特性、动力特性系数、等效刚度、界限涡动比以及界限失稳转速的影响 .结果发现合理地选择设计参数可以使这种轴承具有较好的静力特性。

基于粗糙集理论的知识发现在机械故障诊断中的应用问题研究

对粗糙集理论的知识运算原理及其在工程领域智能决策问题中的应用方法进行了探讨。得出利用该工具实施知识发现,其依据是知识库的知识间存在着知识包含关系、关于论域的多种知识表达方式间存在着知识等价概念。而所发现的知识规则,本质上是原始知识库中所积累的点滴知识规则集合被高度概括为知识颗粒集合的结果。由此得出,获得真实、有效的原始诊断知识资源,使它们能够与领域专家的知识保持协调一致关系,并具有诊断知识挖掘的价值,则是关于诊断知识发现研究能够解决机械故障智能诊断的知识获取难题需开展的最基础工作。这引发出了对机械故障诊断的知识资源用数据方式去进行科学化妥善保护问题研究的新课题。

推力轴承热稳定性非线性分析及周期稳态解的全局特性研究

建立了考虑瞬态油膜压力影响的热稳定性分析模型 ,用求解系统周期解分岔的 PNF法对推力轴承系统的热稳定性进行了研究 ,结合 Poincare映射与胞映射法思想 ,提出了用于分析系统周期稳态解全局特性的数值计算 PCM方法 。

支持产品设计的滑动轴承网络计算程序的研究

分析了如何将原有大量由Fortran编写的科学计算程序转换为能够在网络上提供计算服务的网络应用程序的问题。提出了将Fortran程序改编为动态链接库,并进一步包装为标准的COM组件的方法,在网页中调用组件进行计算,从而能够较好地实现在浏览器/服务器结构下通过计算程序资源的远程调用来支持产品的设计过程。

大型汽轮机轴承负荷传感器长期稳定性试验研究

大型汽轮发电机组轴承负荷传感器长期承受轴承负荷 ,其长期稳定性十分重要。在分析影响传感器长期稳定性因素的基础上 ,研制了轴承负荷传感器长期稳定性试验台 ,并对传感器进行了 70 0 0多小时的连续加载试验。试验表明

阶跃载荷扰动条件下推力轴承热瞬态过程研究

用一维绝热模型研究了滑动推力轴承在阶跃载荷冲击下的热瞬态行为。通过对轴承油膜压力、温度和推力盘的动力学参数进行建模,应用有限差分以及Runge-Kutta法等对模型求解,获得了大载荷阶跃冲击条件下推力轴承热瞬态过程中性能参数的非线性响应曲线,给出了瞬态过程中轴承最高温度、最小膜厚等参数的变化规律。结论认为如果轴承设计和运行不当,轴承有可能因为瞬态过程中温升过高或膜厚的突然减小而失效。