滑动轴承贫油润滑特性分析

基于广义Reynolds方程,建立圆柱滑动轴承贫油润滑模型,分析了入口油膜厚度对滑动轴承贫油润滑性能的影响。数值计算结果表明:在载荷和转速不变时,供油条件明显影响油膜收敛区的油膜厚度、承载力等参数;随入口油膜厚度的增加,滑动轴承承载区油膜厚度、端泄流量、有效承载面积增加,而轴承偏心率和油膜起始角随供油量的增加而减小。     

TH6213加工中心主轴轴承油气润滑参数试验研究

针对TH6213加工中心,基于响应面法试验设计方案,分析压缩空气流量、供油时间间隔、喷嘴出口内径和润滑油黏度等主要参数对主轴轴承油气润滑效果的影响。试验结果表明:压缩空气流量和供油时间间隔及其交互作用对油气润滑效果影响显著,喷嘴出口内径和润滑油黏度对油气润滑效果影响较小,交互作用可忽略。供油时间间隔和润滑油黏度交互作用也可忽略。压缩空气流量80 L/min,供油时间间隔1. 5 min,喷嘴出口内径2 mm,润滑油黏度2×10~(-5)m~2/s时,轴承温升最低。最佳供油量400 mm~3/h。研究结果对于寻求最佳油气润滑效果具有重要意义。     

流固耦合作用的高速精密轧辊磨头动静压轴承油膜性能研究

根据一种高速精密轧辊磨床可调式动静压轴承的工作原理求出其在不同接触状态时所受的接触力。采用双向流固耦合分析方法,对轴承处于正常挤压、极限松弛和极限挤压状态时在不同供油压力情况下的轴承润滑油膜的压力分布及其静力学分析,用以满足国产高速精密轧辊磨头综合测试实验的要求。结果表明:随着轴承供油压力的增大,轴承油膜的油膜压力增大,轴承的形变量减小;随着轴承挤压程度的加深,轴承的油膜压力增大,应变加剧;随着主轴旋转速度增大,轴承油膜的油膜压力增大。     

表面织构及供油量对润滑性能影响的建模分析

目的研究不同供油条件下织构表面的润滑性能。方法首先,建立考虑表面织构的乏油润滑模型,求解修正雷诺方程获得乏油工况下考虑织构表面的润滑油膜厚度以及压力分布。然后,依据求得的润滑油膜厚度判断计算域内各点润滑状态,通过接触压力及油膜厚度分别计算边界润滑、混合润滑以及流体润滑状态下的切应力,并积分求得摩擦力进而得到摩擦系数。结果模拟了供油层厚度为50~500 nm以及充分供油条件下三种织构的润滑行为,获得了不同润滑状态下表面织构的摩擦系数。速度为0.1 m/s时,供油量对接触区油膜厚度的影响较小,不同润滑状态下织构表现出不同的润滑性能。速度为0.2 m/s时,供油层厚度对油膜厚度的影响较大,随着供油层厚度的增大,膜厚明显增加,摩擦系数在供油层厚度为200 nm时最小。结论接触副处于流体润滑状态时,织构表面不具有减摩效果。接触副处于边界润滑状态时,织构表面具有减摩效果,并且织构较密时,摩擦系数较小。接触副处于混合润滑状态时,织构过于稀疏或密集时均不具有减摩效果,但是合理分布的织构具有减摩效果。     

静动压轧机油膜轴承静压特性的研究

静动压油膜轴承是在液体动压润滑轴承和液体静压轴承的基础上发展起来的新型油膜轴承。静动压油膜轴承是一种兼有两者优点的轴承,其正常工作的速度范围较大,能够充分利用油膜的动压效应。通过采用CFD仿真技术,对1030-76WJJ静动压油膜轴承的静压特性进行了深入研究,建立了不同偏心率时的静动压油膜轴承的流体域模型,通过对静动压油膜轴承流体域边界条件的设定和求解,得出了轴承偏心率变化时对其静压特性的影响。同时研究了恒流量供油系统和恒压力供油系统时的静动压油膜轴承的承载能力和静压区域压力分布,对静动压油膜轴承的设计提供了理论指导,为静动压油膜轴承静压特性的研究提供了新的思路。     

现代大型板带材轧机油膜轴承的系统集成创新

基于一种板带材轧机油膜轴承衬套专利技术,介绍了现代大型板带材轧机油膜轴承发展历程,从结构、承载能力、寿命、制造水平等方面对滚动轴承和油膜轴承进行了比较,提出针对轧机油膜轴承和润滑系统的“集成创新”技术,使润滑油运行量、油箱及油库容积明显降低,衬套使用寿命提高。为拓宽油膜轴承在轧机及其他重要设备上的应用有一定意义。     

重载推力轴承动压承载特性分析

为了验证某推力轴承设计的合理性,以某推力轴承为研究对象,依据给定的供油工作条件,使用CFD技术分析了推力轴承正常工作情况下的动压油膜轴向承载力特性。研究结果表明：在正常工作情况下,推力块瓦面倾角为0.02°,推力块动压油膜承载力大于1210 kN,满足瓦块轴向承载力要求;推力环进口边界压力为0.2 MPa时,油膜承载力约为69 kN,同时满足了推力盘润滑要求和转子旋转时的油膜承载力要求。     

内外膜独立供油径推浮环动静压轴承静特性研究

提出一种新型结构的径向-推力浮环动静压轴承,该轴承采用两路供油系统分别对内外膜进行独立供油。用有限元法计算内外膜独立供油时该轴承的静特性参数,分析供油压力变化对内、外膜静特性参数的影响,为继续研究独立供油时轴承动特性以及稳定性提供参考。     

油水两相流润滑轧机油膜轴承的摩擦行为分析

目的研究含水润滑油对轧机油膜轴承的摩擦学性能的影响。方法选取轧机油膜轴承为研究对象,利用油水两相流体数学模型和弹流润滑方程研究轧机油膜轴承在等温条件下的润滑特性,分析油水两相流体润滑膜的压力、膜厚分别随含水率、滑滚比、轴颈间隙、主轴转速和轧制力的变化关系。结果水介入润滑油之后,随着含水率的增加,油水两相流体的黏度先增加,在含水率为30%左右时达到最大值(0.08 Pa·s),之后又迅速减小,直至接近于纯水的黏度(0.001 Pa·s)。当含水率为30%时,无量纲膜厚达到最大值(0.82),当含水率为90%时,无量纲膜厚达到最小值(0.68)。结论随着含水率的增加,油水两相流体由油包水流型转化为水包油流型,压力变化不大,膜厚先增加后减小,作为润滑剂,油包水流型比水包油流型具有更好的润滑性能,且在流型转变点处的润滑性能最优。随着滑滚比和轧机油膜轴承主轴转速的增加,压力减小,承载能力减弱,膜厚增加,润滑性能增强。随着轴颈间隙和外部轧制力的增加,压力增加,承载能力增强,膜厚减小,润滑性能减弱。     

高线轧机辊箱油膜轴承润滑特性分析

高线轧机油膜轴承工况条件极为恶劣,为了保证轧机油膜轴承在多种工况下的安全性,采用有限元方法耦合求解润滑方程和温黏方程,分析了不同工况下轧机油膜轴承的关键静动特性润滑性能参数,并对多种工况条件下轴承的润滑特性进行了校核。在高速重载工况下,轴承的温升偏高,可以通过增加冷却润滑油的流量或采用具有高热导率的轴承材料来加强散热;在低速重载工况下,轴承的比压较高,油膜厚度较小,可以通过增大轴承宽度来提高轴承的安全性。同时,应当减小轧机在恶劣工况条件下的连续运行时间,降低对轴承的损伤,延长其使用寿命。     

盾构机主轴承润滑特性影响因素研究

盾构机主轴承作为一种大型重载机械,其工作环境恶劣,轴承损坏会造成极大的经济损失,为了保证较高的可靠性,其润滑性能极为关键。采用Fluent对轴承进行流固耦合模型的建模仿真,研究轴承转速、负载、润滑油黏度、润滑油流量和润滑方式对轴承温升影响。结果表明：润滑油分布少的区域温度较高;盾构机主轴承的转速是影响温升最关键的因素,温升随着转速的增大而急剧增大;轴承温升随着负载的增加而增加;润滑油在黏度等级为320附近的温度最低;不同转速下流量对轴承温升的影响不同,转速低时,温升随着流量增大先减小后增大,转速高时反之;通过仿真将类似于油气原理的润滑方法应用在盾构机主轴承的润滑上改善了润滑状态。     

基于梳齿沟槽阵列的集油表面润滑特性

对限量供油条件下梳齿沟槽阵列表面的润滑特性及其集油性能进行了研究。 利用飞秒激光在摩擦表面制备了梳齿状沟槽阵列,形成了条状亲油区。 采用摩擦力及膜厚测量仪的往复运动模块对该条状自亲油区在限量供油条件下的润滑成膜特性和减摩降磨特性进行了研究。 同时,采用高速摄像机对梳齿沟槽阵列表面油滴的输运特性进行了观察。 结果表明,以梳齿状沟槽阵列为边界的润滑轨道对置于其上的润滑油有明显约束作用,限制其向润滑轨道之外的铺展。 在有限供油条件下,该类条状自集油表面具有较好的润滑能力、较小的摩擦因数和磨损。 相对于普通润滑表面, 集油表面摩擦因数减小了 30%左右,而往复运动行程中心位置最小膜厚增大了 20 nm。 油滴在梳齿沟槽阵列表面的输运产生明显差异,朝向润滑轨道的输运距离为远离润滑轨道输运距离的 1. 5 倍。     

织构化动压轴承热流体润滑特性理论与试验研究

为了探究表面织构对动压轴承热流体润滑特性的影响,计入热流体耦合因素更接近轴承的实际工况。以矩形、三角形、圆形三种表面织构形式动压轴承为研究对象,联立Reynolds方程、能量方程、黏温方程和不同形式织构几何特征方程,建立织构化轴承热流体耦合模型。采用有限差分法求解得到油膜压力场分布、温度场分布及轴承特性参数,并分析织构形状、深度、进油温度等因素对织构化轴承特性的影响。结果表明：表面织构能够有效降低油膜温升,改善轴承润滑性能;不同形式织构对于轴承热流体特性影响有所差异,低偏心时矩形织构表现出更好的润滑性能;进油温度对于织构化轴承热流体特性有较大影响,随着进油温度的升高,轴承的特性参数在不断下降,但幅度逐渐减缓。制备了织构化轴承试件并进行工况测试,试验结果与理论计算对比分析,趋势规律一致,验证了结论的合理性、正确性。     

滚动轴承腔内气液固三相流场数值模拟

为了研究高速轴承内气液固三相流动状态,基于VOF模型和DPM模型,建立三维轴承腔多相流模型,在考虑接触角及石墨烯含量的条件下,分析不同进气速度、转速下轴承腔内液固两相分布状态。结果表明：轴承外圈滚道润滑油膜形成与转速和进气速度有关;不同工况下,进入轴承腔内的石墨烯数量不同,随着转速的提高,石墨烯在轴承腔内沿周向的扩散速度加快,进气速度的提高使得石墨烯沿轴向扩散的速度增加。在转速为9 000 r/min时,润滑油易生成较为均匀的润滑油膜。     

环境温度变化对水润滑动静压轴承的热弹流影响

目的研究不同季节或地域以及外部降温对水润滑动静压轴承热弹流的影响。方法选取小孔式水润滑动静压滑动轴承为研究对象,采用考虑了热效应的Reynolds方程对水润滑动静压滑动轴承进行热弹流润滑分析,研究了不同温度边界条件下三种轴瓦材料的水润滑动静压滑动轴承润滑膜的温度变化及其压力膜厚的变化。结果当轴瓦、轴颈的温度相同且异于润滑剂初始温度(313 K)时,轴瓦、轴颈温度越低,润滑膜的温度越低,在入口区和出口区出现明显的温度变化,轴瓦、轴颈温度越低,润滑膜的膜厚越大,第二压力峰越明显。轴承外部降温,使轴瓦温度(297.35、281.7 K)保持低于润滑膜以及轴颈的初始温度(313K),轴瓦温度越低,润滑膜的温度越低,入口区以及出口区的温度也发生变化,润滑膜的膜厚增大,第二压力峰增大。对比轴瓦、轴颈温度同时降低和轴瓦温度降低这两种工况,润滑剂温度的变化趋势与压力膜厚的变化趋势相同,但变化幅度不同。结论由于轴承所处季节或地域不同,轴瓦、轴颈的温度异于润滑剂初始温度,外部环境温度越低,润滑膜的膜厚越大,有利于润滑。通过外部降温的形式使轴瓦保持低温状态,同样可以使润滑膜的膜厚增大,有利于润滑。     

局部凹坑织构化径向滑动轴承流体动力润滑数值分析

目的 探究局部凹坑织构化表面对径向滑动轴承流体动力润滑的影响.方法 基于雷诺边界条件和Reynolds方程,建立凹坑织构化径向滑动轴承表面流体动力润滑理论模型,采用Gauss-Seidel松弛迭代方法数值求解,获得润滑油膜的压力分布和承载能力,分析其润滑油膜承载机制,探讨凹坑几何参数和分布规律对油膜承载力的影响规律.结果 理论模型的数值解与经典理论的数值解误差较小,能有效分析轴承的流体动压润滑特性.当偏心率较大时,摩擦力的上升幅度也变大,在轴承承载区进行凹坑织构化处理能明显减小摩擦力,并且随着凹坑深度的增大,摩擦力减小,可见凹坑起润滑减摩的作用.油膜承载力随着偏心率的增大而增大,通过凹坑织构的"楔形效应"能够改善非承载区的油膜压力,存在最佳凹坑深度使得轴承达到流体动力润滑最佳状态.摩擦力随着面积率的增大而增大,特别是在偏心率较大时,润滑减摩效果较为明显,面积率对油膜承载力影响不大.将织构布置在径向滑动轴承的不同区域,其中当织构完全在下半瓦(压降区)时,织构能明显增大油膜厚度,产生油膜压力,有效降低摩擦力,提升承载力.结论 凹坑织构能明显改善径向滑动轴承流体动力润滑性能,合理设计轴承的偏心率,合适的织构参数与分布位置,能使流体动力润滑效果最佳.     

地铁齿轮箱型腔结构参数对轴承润滑性能的影响

地铁齿轮箱流场分析是研究输出端轴承润滑的基础,箱体型腔结构参数对齿轮和轴承的润滑有非常重要的影响。通过计算机流体仿真软件CFX,采用浸入实体法,建立地铁齿轮箱斜齿轮飞溅润滑的CFD数值仿真模型,得到不同工况下输出端轴承集油盒入口处的润滑油速度和体积分数;分析径向距离、轴向距离、导油筋宽度对集油盒平面润滑油体积分数和速度的影响规律。分析结果表明：在1 800～3 600 r/min转速下,集油盒平面润滑油体积分数与油速呈负相关关系,在一定导油筋宽度下,增加轴向与径向距离会增加集油盒平面润滑油体积分数,减小集油盒平面的油速;轴向距离和径向距离不变,随着导油筋宽度增加,润滑油体积分数增加,油速降低。