多油楔浮动滑动轴承磨损实验研究

实验研究了三种不同结构的多油楔浮动滑动轴承,它们可用于不同载荷下的旋转机械,兼有普通径向滑动轴承和多油楔滑动轴承的优点.实验研究表明,这种轴承既可以提高运行过程中轴承的稳定性,又能够减少轴承的磨损,提高轴承的寿命.磨损试验研究发现,轴承间隙是影响轴承磨损量的重要因素之一.当外间隙一定,内间隙值在规定范围内时,多油楔浮动滑动轴承磨损量最小;内间隙值过大或过小,均会加剧轴承的磨损.实验研究工作为进一步设计研究此类轴承提供了一定的实验依据.     

可倾瓦轴承轴瓦间隙补偿方法探讨

分析发现,可倾瓦轴承装配时,轴瓦间隙减小的直接原因是压紧力引起的上轴承体变形.通过实际检测,找到两者之间的比例关系,探讨利用“间隙补偿法”保证了可倾瓦轴承轴瓦的装配间隙.     

考虑热弹性效应的内燃机曲轴主轴承润滑性能研究

建立某V型8缸内燃机曲轴主轴承的热弹性流体动力学(TEHD)仿真模型,并对各主轴承润滑状况进行分析.针对润滑状况较差的第3主轴承,分析油槽开设方案、相对间隙、轴承宽度和润滑油特性对其润滑状况的影响.结果表明,随着相对间隙的增大,主轴承最小油膜厚度先增大后减小,当间隙过小时,摩擦功耗较大,润滑油温度较高,油膜厚度小;当间隙过大时,泄漏的润滑油较多,油膜厚度减小,且冲击振动大.主轴承的宽径比要适当,轴承宽度过小,油膜厚度偏小,承载能力过低;轴承宽度过大,润滑面积增大,润滑油流量相对减小,摩擦产生热量增加.研究表明,该主轴承适宜在上瓦开设油槽,轴承间隙选为25μm,宽度选为30 mm较好.     

耐受大温差的转动连接分析与设计方法

针对转动连接在大温差等复杂环境下的使用要求,在理论分析基础上提出一种对由深沟球轴承或角接触轴承所构成定位预紧轴系的分析与设计方法.该方法用计算机辅助设计软件绘制出由轴承的径向间隙、轴向位移、滚珠和滚道之间最大接触应力等确定的轴承安全区域图,并根据轴系的具体结构、材料及配合形式等条件绘制出温度变化时轴承径向间隙与轴向位移之间的变化关系图即轴承间隙变化图;将轴承间隙变化图集成到轴承安全区域图中,确定出两图交集最大时轴承间隙变化图与轴承安全区域图之间的相对位置;利用由该相对位置给出的数据求出轴系的各待定参数,完成轴系分析与设计.应用该方法对某空间转动关节轴系进行分析与设计,验证了该方法在实际中的有效性.     

双列圆锥滚子轴承内圈端面间隙偏差对其力学特性的影响

双列圆锥滚子轴承的内圈为分体式结构,其设计加工过程中,两内圈尺寸必然存在偏差,其端面间隙偏差大小将直接影响轴承内部接触的力学性能和刚度特性,但影响规律尚不明确.本文建立考虑内圈端面间隙的双列圆锥滚子轴承有限元模型,开展不同载荷工况下内圈端面间隙对轴承内部接触与刚度特性影响研究,获得内圈端面间隙偏差对轴承接触应力和刚度的...     

环形节流静压止推气体轴承承载力和刚度分析

为提高大型重载静压气体止推轴承承载力和刚度,应用FLUENT15. 0对直径150 mm的双排孔节流静压气体止推轴承进行模拟,分析供气压力和轴承间隙对止推轴承压力分布以及刚度和承载力的影响,对比分析轴承间隙内的压力变化和流动情况,并通过与文献实验值进行对比,验证了该方法的准确性。结果表明:随着供气压力的增大,轴承上相同位置处的气膜压力增大,刚度和承载力呈线性增加;随着轴承间隙的增加,气体流速出现了从亚音速向超音速的跨越,轴承间隙内气膜压力骤减,轴承的刚度先增大后减小,承载力一直减小,因此,应合理选择轴承间隙,以维持较高的承载力和轴承刚度,且同时避免超音速区域的出现。     

试验确定圆锥滚子轴承安装间隙的方法

此试验方法是针对我厂生产的一种特殊结构形式齿轮箱的轴承安装间隙而制定的,通过型式试验,制定试验规程模拟齿轮箱的实际工况,确定圆锥滚子轴承安装间隙,得出适合批量生产的最佳轴承安装间隙,不仅保证了产品的寿命,而且提高了生产率.     

无轴泵喷推进器水润滑轴承间隙流水动力设计与试验

针对无轴泵喷轮毂布置式水润滑支撑/推力轴承的敞水自润滑结构,以桨叶做功后产生的高速高压流场为输入来设计轴承的润滑和冷却流动通道,形成一体化支撑/推力轴承的自循环润滑方案.鉴于桨叶水动力与轴承间隙流的耦合影响作用,提出了两者迭代的设计方法,建立了桨叶与轴承间隙水动力耦合计算模型,实现了无轴泵喷轴承间隙流量的定量计算与分析...     

考虑间隙影响的滑动轴承稳定性分析

为了进一步提升轴承的工作性能,以某型滑动轴承为研究对象,建立流体润滑的数学模型,根据压力扰动法得到轴承动态特性系数,并在此基础上求解轴承-转子系统的失稳转速;以轴承间隙为设计变量,利用MATALA进行数值仿真,分析轴承间隙对最小油膜厚度、油膜压力分布、动态特性系数以及失稳转速的影响。仿真结果表明:增大轴承间隙以及减小轴承宽度都会使得最小油膜厚度增加;油膜压力随着轴承间隙的增加而减小;增大轴承间隙会减小轴承动态特性系数的绝对值;增大轴承间隙会减小转子的失稳转速,降低系统的稳定性。     

发动机各主轴承间隙配合对其振动特性的影响

以某单缸四冲程汽油机为对象,研究其主轴承间隙对发动机振动特性的影响。基于4种轴承间隙配合的设置,通过多柔性体动力学建立计算模型,利用弹性液体动力学轴承EHD计算方法对轴承的受力及其频谱进行分析,并根据发动机表面振动频谱情况得出最优的一种轴承间隙设置。分析结果表明：轴承间隙对发动机NVH性能有明显的影响。为减小轴承对发动机的激励,应在设计范围内选用尽量小的轴承间隙并使各间隙保持一致,同时保证其润滑的可靠性要求。     

球面螺旋槽气体动压轴承静态特性分析

以球面螺旋槽气体动压轴承为研究对象,建立了球面螺旋槽气体动压轴承的润滑分析数学模型,基于CFD技术,采用流体动力学Fluent软件,对球面螺旋槽气体动压轴承的三维气膜压力场进行分析,揭示不同转速下,轴承槽宽比、槽深比、螺旋角、气膜间隙对稳态轴承气膜压力以及承载能力的影响规律,并在此基础上,对轴承的结构参数进行了优化。结果表明,应用Fluent软件进行数值分析可以精确地模拟区域内气膜的复杂流场特性,并且转速越高,气体轴承内部的动压效应就越明显,因此合理地选择轴承结构参数和运行参数有助于改善润滑性能,提高轴承的稳态承载特性。     

Analysis of the dynamics of a slider-crank mechanism with hydrodynamic lubrication in the connecting rod-slider joint clearance

The conventional slider-connecting rod-crank mechanism is widely applied in mechanical systems. The use of hydrodynamic bearings in the mechanism joints is of particular interest in reducing friction, mainly in special conditions of lubrication such as the connecting rod-slider joint. This bearing belongs to a class of bearings with alternating rotational motion. This paper proposes a mathematical model for this particular problem, considering the dynamics of the slider-connecting rod-crank system interacting with the lubrication phenomenon in bearings with alternating motion. Two models were used to analyze the dynamics of the system. The first model (by Eksergian Equation of Motion) represents the system when the connecting rod end is in contact with the bearing surface, assuming, in this condition, the same behavior as that of rigid bearings (without clearance). The second model (by Lagrange Method) represents the system when the connecting rod end is in the hydrodynamic lubrication mode in the slider bore clearance. In this condition, the slider moves in relation to the connecting rod, presenting a problem of multi-degrees-of-freedom. The mathematic model of hydrodynamic lubrication was introduced to obtain more realistic results of the system's dynamic behavior.     

基于神经网络的液体动压润滑固定瓦推力轴承优化设计

建立了液体动压润滑固定瓦推力轴承的优化数学模型,并利用人工神经网络和BP算法对其优化设计,算例结果表明,此优化设计优于经验设计,是一种有效的液体动压润滑固定瓦推力轴承优化方法。     

考虑不同加速工况的滑动轴承的启停性能分析*

滑动轴承的摩擦磨损主要发生在启停阶段。为了研究启停工况下的滑动轴承的摩擦学性能,建立一种面向径向滑动轴承的混合润滑数值分析模型。采用质量守恒边界条件的雷诺方程求解流体压力,采用Greenwood和Tripp接触模型预测固体表面接触,而通过Johnson载荷分配概念将润滑模型和接触模型联系起来,从而实现对滑动轴承在启停工况下从混合润滑过渡到动压润滑的摩擦学行为分析。利用该模型,研究轴承系统在启停阶段从边界润滑、混合润滑到动压润滑演化过程中的摩擦学性能;以径向滑动轴承系统为例,结合不同的轴承转速变化函数,分析轴承加速对轴承启停性能的影响;同时研究工作工况、润滑油温度、轴承的结构参数对轴承启停性能的影响。结果表明：轴承启动加速度在合理范围内越大越好,能使轴承更快进入动压润滑;较高的转速、较低的润滑油温度和较大的径向轴承间隙能使轴承拥有更好的启停性能。     

轴瓦分布角对精密轴系润滑静特性的影响

分析了三圆弧瓦精密轴系轴瓦的结构形式及其几何关系,建立了有关的几何方程和计算公式。根据雷诺方程,通过数值计算,求出了轴瓦分布角改变时相应轴承结构油膜的动压变化规律及其润滑的一些静态特性,计算结果可作为精密轴系结构设计和参数确定的依据。     

Consideration of the multizone hydrodynamic friction,the misalignment of axes,and the contact compliance of a shaft and a bush of sliding bearings

The second version of the original Bearing Builder Finite Element Method (BBFEM) software and its application for analyzing the hydrodynamics of cylindrical sliding bearings has been briefly described. The two-dimensional problem of the lubricating fluid flow in a bearing clearance taking into consideration the different types of deviations in the contact surface from a cylindrical shape has been solved by the finite element method. The bearing design that leads to the formation of several hydrodynamic friction zones (fluid wedges) has been considered. The role of the contact compliance of a shaft and a bush and the operation factors that cause the deviation from the initial cylindrical shape of a bearing, including the deformations and the misalignment of the shaft and bush is shown by citing specific examples of antifriction composites of different compositions.     

表面织构动压滑动轴承油膜力解析模型

提出一种求解表面织构动压轴承油膜力的解析模型。基于Sommerfeld油膜边界,通过分离变量的方法,求解表面织构动压滑动轴承二阶偏微分Reynolds方程,得到表面织构动压滑动轴承油膜压力解析式。以圆形凹坑轴承为例,在油膜区域通过积分求得织构轴承的油膜力,分析织构参数对油膜压力的影响,研究发现,表面织构位于收敛区域(升压区)的轴承,其润滑与承载性能优于表面织构位于发散区域(降压区)的轴承、全织构轴承以及光滑轴承。对比了提出的解析模型与FDM和CFD模型在不同长径比和偏心率下的计算结果,结果表明,提出的解析模型能准确地描述表面织构动压滑动轴承的油膜力,且计算结果同FDM和CFD模型计算结果基本一致,验证了该模型的正确性。     

硬盘驱动器主轴系统的现状及发展

简要介绍了计算机硬盘的工作原理和技术发展趋势,指出了目前以脂润滑深沟球轴承为支承的硬盘主轴系统在不可重复误差、结构尺寸、寿命和噪声方面存在的问题制约了硬盘技术性能的进一步提高,重点讨论了有可能取代球轴承成为未来硬盘主轴支承的空气轴承、脂润滑轴承、磁流体轴承及油润滑轴承的各自优势及需要克服的问题。     

Effects of magnetic fields on the dynamic characteristics of wide parallel step slider bearings with electrically conducting fluids

By the use of electrically conducting fluids as lubricants together with the application of externally magnetic fields, the dynamic lubrication problems of parallel step slider bearings lubricated with a nonconducting fluid are extended in this paper. A closed‐form solution has been derived for the magneto‐hydrodynamic characteristics of wide parallel step slider bearings. Comparing with the bearing lubricated with nonconducting fluids, the magneto‐hydrodynamic parallel step slider bearings signify an improvement in the load capacity, as well as the dynamic stiffness and damping coefficients. A numerical example and calculated values are also provided in tables for engineers in bearing selection and designing. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

压裂泵滑动轴承流体动压润滑性能研究*

压裂泵的十字头滑履与导板间隙、供油流量和油压等关键参数,目前主要通过工程经验进行调节,缺乏科学依据,易致导板磨损和烧瓦,严重影响压裂泵服役寿命。针对以上问题,建立3500HP压裂泵的轴瓦、轴承间隙及润滑油组成的流体力学系统,利用计算流体力学软件Fluent进行滑动轴承的流场分析,考察润滑油黏度、轴瓦间隙、润滑流量、润滑油压对压裂泵用滑动轴承的影响。结果表明：随着滑履与导板间隙的减小,导板的形变与应力会增大,最优导板间隙为0.5 mm左右;增大供油流量会使导板的形变与应力降低,供油流量最好不低于2.2 L/min;增大供油黏度会使导板的形变与应力变大,在0.2~0.4 Pa·s范围内供油黏度越小越好;随着供油油压的增大,导板的形变与应力增加显著,当油压大于4 MPa时,导板的应变与应力呈现指数级增大,当供油油压为3 MPa时,导板的形变与应力达到最小值。