水润滑橡胶艉轴承参数对其抗冲击响应性能的影响

采用有限元计算软件ANSYS,对冲击载荷下水润滑橡胶艉轴承的谐响应特性进行分析,研究轴承结构、材料属性如橡胶硬度、板条数目、内衬厚度及衬套材料等对水润滑橡胶艉轴承动态特性的影响规律及影响程度。结果表明:橡胶硬度和内衬厚度的增加可使内衬的应变和应力大幅度减小,橡胶板条数目的增加也可使内衬的应变和应力相应地减小,而衬套材料的改变对内衬的应变几乎没有影响,但应力会有所降低。因此,通过增加橡胶的硬度、板条的数目、内衬的厚度可提高水润滑橡胶艉轴承抗冲击的效果。     

进水温度对水润滑轴承润滑特性的影响

为研究进水温度变化对水润滑轴承润滑特性的影响,采用有限差分法建立水润滑轴承弹流润滑模型,分析不同进水温度和载荷条件下水润滑轴承润滑特性的差异,并且通过试验验证摩擦因数的变化规律。研究发现：随着进水温度升高,轴承的水膜压力下降,但在水膜压力峰区域最大水膜压力升高、最小水膜厚度减小、偏心率增大,表明进水温度升高对润滑性能有着负面影响;在相同的载荷和转速下,轴承摩擦因数随着进水温度升高而下降,且高载荷下进水温度对摩擦因数的影响更大。通过试验发现进水温度越高对摩擦因数变化的影响越大,不同进水温度下载荷越低,载荷的变化对摩擦因数变化量的影响越大。     

UHMWPE复合材料水润滑轴承润滑状态转变性能研究

水润滑轴承润滑介质的黏度较低,轴承动压润滑难以形成。研究水润滑轴承润滑状态转变特性,可为水润滑复合材料轴承的设计和优化提供依据。建立水润滑轴承流固耦合计算模型,研究轴承承载力、水膜压力、轴承变形量随工况的变化关系,提出水膜厚度测试方法,研究轴承摩擦因数、水膜厚度随转速、负载的变化规律。研究结果表明:随偏心率和转速增大,轴承承载力、最大水膜压力和最大变形量均逐渐增大;随转速增大,轴承承载力、最大水膜压力和最大变形量的增幅逐渐减小。试验发现随着负载增大,改性UHMWPE轴承从混合润滑向动压润滑转变的膜厚比逐渐减小。     

水润滑橡胶艉轴承变形程度影响因素分析

为研究水润滑橡胶艉轴承变形程度的影响因素,采用数值方法计算不同转速、长径比和偏心率下的艉轴承变形;采用正交试验的方法评估转速、长径比和偏心率对艉轴承变形的影响。结果表明:转速、长径比和偏心率均对艉轴承的变形有显著影响,它们之间的交互作用的影响几乎可以忽略不计;长径比、转速和偏心率对艉轴承变形的影响依次下降;转速和长径比对艉轴承变形的影响都是先增大后减小,偏心率较小时对艉轴承变形的影响几乎不变,偏心率达到一定值时对艉轴承变形的影响显著增加;设计艉轴承时应该优先保证艉轴承的长径比,其次再考虑转速和偏心率的影响。     

水润滑橡胶轴承特性仿真与试验研究

为研究水润滑橡胶轴承特性,采用软件仿真与试验相结合的方法对轴承偏心率、摩擦因数、橡胶变形量、最小水膜厚度、长径比和水膜压力等参数及其与轴转速和载荷之间的关系进行深入探讨。应用Pro/E软件分别建立了轴承及其间隙的3D模型,并采用流固耦合方法及气穴模型在ANSYS和Fluent软件中对轴承动态特性进行模拟。为获得实际工况下的橡胶轴承径向截面全周连续水膜压力分布,研究轴承润滑状态,采用特殊的转轴设计,将压力传感器安装在轴端,并应用无线测试技术对水膜压力信号进行采集与传输。给出水润滑轴承试验台、转轴设计与传感器布置方案,最后应用无线测试系统对八纵向沟槽水润滑凹面橡胶轴承的水膜压力进行测试,并与仿真结果比较分析。研究结果表明,多沟槽凹面橡胶轴承不存在全周完全连续水膜,处于混合润滑状态;沟槽对水膜压力分布的影响较大;轴承某些板条上会出现水囊,形成明显的压力双峰;降低转速或者增加载荷都会增大橡胶变形量与轴承摩擦因数,引起轴与轴承接触。长径比越大,轴承越不容易与轴发生接触。     

温度变化对新型混合槽水润滑橡胶轴承润滑特性的影响

为研究新型混合槽水润滑橡胶轴承的润滑特性,采用有限元法建立了橡胶轴承的热流固耦合模型,在考虑不同进水温度和不同转速的条件下,分析了混合槽橡胶轴承与带有T形、V形沟槽的橡胶轴承在衬层变形、水膜压力、流场速度等方面的差异。结果表明:混合槽橡胶轴承能较好地适应水温的变化,解决了T形、V形沟槽橡胶轴承存在的衬层变形大、水膜压力较低的问题,并改善了单一槽型轴承承压区压力峰值急剧变化的问题;随着进水温度的升高,衬层变形量和水膜压力均减小,承载力下降,而且较高转速下承载力的下降趋势比低转速下更为明显;随着进水水温的升高,水的黏性系数持续降低,橡胶轴承的润滑状态变差,轴承润滑状态由混合润滑和弹流润滑状态过渡到完全混合润滑状态。     

基于ANSYS多物理场的水润滑轴承的数值分析

借助ANSYS多物理场求解器的流固耦合功能对六沟槽水润滑橡胶合金轴承进行2D数值模拟,得到了水润滑橡胶合金轴承润滑膜内的压力分布、速度分布及橡胶轴瓦的弹性变形状况,进而分析了水润滑橡胶合金轴承的润滑性能.结果表明:在载荷较大及中高速工况下,橡胶轴瓦的弹性变形会显著影响水膜膜厚分布及水润滑轴承的润滑性能.     

新型水润滑轴承材料的流体润滑性能分析

采用无限短近似简化Reynolds方程,对飞龙、赛龙及聚四氟乙烯3种新型水润滑径向轴承进行流体润滑的数值分析,探讨载荷和转速对3种轴承的偏心率和偏位角的影响。结果表明:水润滑条件下,不同材料的润滑性能是不同的,其中PTFE材料润滑膜压力及中心膜厚最大,飞龙材料最小;随着转速的增大,3种材料轴承的偏心率均减小,偏位角均增大;随着载荷的增大,3种材料轴承的偏心率增大,偏位角减小;偏心率太大则润滑膜太薄,必然导致过高的轴承温度,对轴承的工作不利。     

水润滑艉轴承综合性能实验平台研究

为实现对水润滑艉轴承及其传动系统的综合性能测试,开发了一种水润滑艉轴承综合性能实验平台,设计了实验平台测试方案,并对其重要部件进行了结构设计和动力学分析,结果表明其结构不会发生共振。该实验平台能模拟水润滑艉轴承及其传动系统的复杂工况,在线检测水润滑艉轴承工作转速、转矩、温度、摩擦特性、水膜压力分布、轴心轨迹、噪声、水膜的动刚度系数和阻尼系数等各项参数,为建立水润滑艉轴承系统实验与评价体系,掌握水润滑摩擦副的承载、失效机理与演化规律、摩擦学性能与动态服役行为等关键科学问题提供实验条件。     

双雷诺边界条件下水润滑橡胶轴承的弹流润滑特性

引入双雷诺边界条件研究水润滑橡胶轴承的弹流润滑特性。采用"负压充零"算法实现双雷诺边界条件,比较双雷诺边界条件和雷诺边界条件下水膜压力分布、承载力及摩擦力等的差异。结果表明:双雷诺边界条件下水膜起始位置比雷诺边界条件提前,水膜区域范围扩大,起始边界为抛物线形而非直线;在水膜破裂区,2种边界条件下的压力分布情况相近;在破裂区以外的区域,双雷诺边界条件下的水膜压力比雷诺边界条件下的大;由于水膜起始区和破裂区的水膜压力部分抵消,双雷诺边界条件下的承载力与雷诺边界条件下的承载力相差不大;双雷诺边界条件下的偏位角大于雷诺边界条件下的偏位角,摩擦力大于雷诺边界条件下的摩擦力。     

水垫带式输送机的润滑机制研究

为了提高水垫带式输送机的承载能力，对其润滑机制进行研究。由纳维-斯托克斯方程着手，根据流体润滑理论推导出水垫带式输送机水垫的雷诺方程，建立了水垫的数学模型。该方程是水垫带式输送机润滑理论的基础，其物理意义就在于将水垫的压力、流量、速度以及水垫厚度联系在一起。结果表明，输送机水垫的承载能力是由动压效应、挤压效应、静压作用3部分组成，其中起主要作用的是静压作用，动压效应的存在提高了水垫的承载能力。     

橡胶滑块与镀镍钢环的水润滑机理分析

对水润滑橡胶轴承在完全水润滑条件下的标准实验模型进行了弹流理论建模,应用多重网格技术对理论模型进行了数值计算和结果分析。结果表明:完全水润滑条件下,在高速轻载时形成了弹流润滑,而在低速重载时,即使在完全水润滑条件下橡胶滑块与镀镍钢环之间也较难形成稳定的弹流润滑。计算结果与实验结果基本一致。     

水润滑塑料合金轴承数值分析的多重网格法

由于水润滑塑料合金轴承的特殊性：带有纵向的沟槽和轴承衬(塑料合金)弹性模量低，以及弹流润滑的计算比较复杂，将多重网格法引入到水润滑塑料合金轴承的弹流润滑计算之中，成功地实现了数值解，为其理论研究奠定了基础。     

水压驱动技术

通过与油压技术的对比 ,归纳了水介质和水压驱动技术的特点。针对其存在的难题 ,提出了相应的解决措施 ,从而说明了重新发展水压驱动技术的可行性 ;结合其优点 ,介绍了水压驱动技术的应用领域 ,从而说明了重新发展水压驱动技术的必要性。     

The Effect of the Electric Double Layer on a Very Thin Water Lubricating Film

This paper discusses the effect of the electric double layer on a very thin water lubricating film with and without consideration of the elastic deformation of the opposing surfaces. A modified Reynolds equation that considers the electric double layer is used in a numerical analysis. The effect of zeta potential on the film thickness and pressure is numerically calculated. For both hydrodynamic and elastohydrodynamic cases, the electric double layer significantly increases the lubricating film thickness. The pressure is also marginally increased, as illustrated in the hydrodynamic analysis. However, the effect on pressure is almost unnoticeable in the elastohydrodynamic analysis. Overall, the electric-double-layer effect is only significant for a water-film thickness of less than approximately 100 nanometers.     

水润滑动静压滑动轴承的临界温度研究

建立水润滑动静压滑动轴承的弹流润滑几何模型,采用考虑热效应的Reynolds方程,对水润滑动静压滑动轴承进行弹流理论分析,计算一定供水压力下当润滑剂局部最高温度达到临界值时不同的速度、载荷极限值;分析润滑介质、轴瓦材料以及供水压力变化对速度、载荷达到极限值时的临界温度曲线的影响,得到润滑剂局部最高温度达到临界温度时的轴承速度和载荷极限值的临界温度曲线,并通过拟合得到曲线的函数表达式。研究结果显示:海水润滑下的临界温度曲线高于纯水润滑,塑料轴瓦的临界温度曲线高于陶瓷轴瓦;供水压力对不同轴瓦材料的临界温度曲线变化趋势影响不同,对不同润滑介质的临界温度曲线的变化范围影响不同。     

水润滑材料的发展状况及其趋势

由于节能及环保要求,水润滑材料在最近几年发展迅速,正成为一种很有前景的摩擦副材料.回顾了几类水润滑材料及其相关的应用,介绍了硅系陶瓷材料的特点、水润滑性能、国内外研究状况,介绍了最近几年国内外对金属陶瓷的研究及其应用.     

水液压元件的润滑和密封问题

用水作为工作介质的液压传动技术是近年来国内外液压领域普通关注的研究方向之一,也是前沿课题之一。本文描述了水液压元件的润滑和密封特性,并介绍了国内外水液压泵的润滑密封方式。     

水润滑夹心轴承流-固耦合动力学特性研究

针对水润滑单衬层轴承存在的低载高阻、高振高噪等缺点,创新性地提出一种双衬层轴承结构,有望实现轴承高载低阻、减振降噪性能新突破。关于水润滑夹心衬层轴承,采用流-固耦合分析方法对其开展研究。建立流-固耦合动力学模型,研究了偏心、衬层厚度等对润滑界面压力、承载、变形、应力等性能参数的影响规律,揭示了衬层厚度等对润滑性能的影响机理。研究结果表明,衬层静态结构参数与偏心率、转速和衬层厚度呈正相关关系,而与厚度比呈负相关关系;存在最佳衬层厚度范围使得摩擦因数最小化;偏心越大,水膜破裂的可能性增加。最终,研究结果为水润滑夹心衬层轴承的设计研发提供了理论基础并推动了该类轴承国产化进程。     

橡胶层厚度对水润滑轴承润滑性能的影响分析

在考虑橡胶轴瓦弹性变形基础上,建立水润滑轴承的弹流润滑模型并进行数值计算,从理论上分析水润滑橡胶层厚度对轴承弹流润滑性能的影响。结果表明:一定范围内,相同材料不同厚度的橡胶轴瓦对水润滑轴承水膜压力和厚度有着较大影响。随着橡胶层厚度的增加,水膜压力减小,水膜厚度增加,弹流润滑效果越好;相应地,水润滑轴承所承受的摩擦力会减少,摩擦因数会出现降低的趋势。