小支柱簇双层瓦推力轴承热弹流润滑性能分析

对Alstom公司三峡小支柱簇双层瓦试验推力轴承进行了热弹性流体动力润滑性能有限元分析。采用推力轴承润滑计算的有限元程序，并借助结构有限元程序ADINAT、ADINA的热传导和热弹变形分析功能，形成了一套完整的推力轴承热弹流动力润滑性能分析软件。物理模型包括润滑油膜、推力轴承和镜板推力头。对三峡试验推力轴承性能的计算结果和测量结果进行了对比分析。分析结果表明，计算结果和实测的结果吻合，试验模型使用的小支柱簇双层瓦可有效地控制瓦的热弹变形，进一步优化小支柱的弹性，还可补偿镜板的大部分变形。     

浸油润滑推力轴承瓦间滑油温度场研究

依据传热学、流体力学和摩擦学相关理论,采用有限元数值分析方法,运用Fluent软件,对可倾瓦推力轴承两瓦之间润滑油的温度场进行数值模拟,分析镜板表面温度场在不同转速、表面粗糙度、瓦张角以及粘度条件下,与润滑油的热交换。结果表明:镜板转速、粗糙度、瓦张角以及粘度均对润滑油温度场均产生一定的影响;计算工况下导致滑油温升3~5℃。这一结论可为分析推力轴承进油温度提供参考。     

静压推力轴承润滑性能研究方向

以普遍应用于大、重型设备的液体静压推力轴承为对象,介绍了液体静压推力轴承的主要研究方向和研究方法,以及在各研究方向上取得的阶段性成果.成本控制方面,以加工量为目标优化了油腔形状,假设条件方面,引入润滑油变粘度条件及变形场影响条件;研究内容方面,分别研究了静压轴承的压力场,温度场,流场对静压轴承性能的影响.指出了存在的问...     

高速重载静压推力轴承温度场速度特性

针对重型立式数控装备中所用的大尺寸静压推力轴承的润滑问题,建立了模拟静压推力轴承本体及间隙油膜三维流动的数学模型及边界条件,采用ICEMCFD软件对环形腔的静压推力轴承内部流体温度场进行仿真模拟,获得了旋转速度和间隙油膜温度的关系,得到了其温度场的分布规律.结果表明:间隙油膜温度随着工作台旋转速度增加而增加,最高温度出现在半径内侧与外侧封油边和油腔形成的阶梯附近,最低温度出现在回油槽处.     

微型推力轴承试验台的研制

研究了建立微型推力轴承试验台的必要性及可行性,并利用光干涉法测量可倾扇形瓦推力轴承的油膜厚度及轴瓦变形,直接观察轴瓦的整个油膜厚度场及过载时油膜破裂的全过程,为进一步完善轴承润滑理论和真机的建立提供了依据。     

环形腔多油垫静压推力轴承热变形

高速重载工况下立式车床静压支承摩擦副的热变形对油膜形状有很大影响,会导致油流状态、基本假设和边界条件都发生很大变化,难以用经典润滑理论性能计算公式来精确预测油膜的润滑性能。针对此问题,基于流固耦合方法对静压推力轴承工作台和底座的热变形进行了模拟仿真,揭示其变形分布规律。研究了环形腔多油垫静压推力轴承热变形与转速的关系,获得了考虑热变形影响的油膜润滑性能预测模型,并进行了验证试验,仿真结果与试验数据基本一致。本文所得结论可为静压推力轴承散热结构的设计、润滑和解决变形问题提供理论依据。     

固定斜面瓦推力轴承变形分析

依据润滑理论,采用有限元数值分析方法,运用ANSYS计算软件,对固定斜面瓦推力轴承的变形进行了数值模拟,并建立了轴瓦变形的油膜形状控制方程的数学模型。分析结果表明:力导致瓦面产生中凹变形,且随载荷和轴瓦厚的增大而增大;温度导致瓦面产生中凸变形,且随温度和轴瓦厚度尺寸的增大而增大;瓦面实际变形是力、热变形的叠加。该结论可为此类推力轴承的设计、应用提供参考依据,以减少产生不利于承载能力的瓦面凹变形。     

可视推力轴承模拟试验台的研制

针对三峡机组巨型推力轴承,基于相似理论,研制了我国首台可视推力轴承模拟试验台,并实现了推力轴承油槽流态的测试,为立式滑动推力轴承性能的深入研究提供了良好的实验条件。     

可倾瓦推力轴承瞬态动特性研究

通过采用Newton-Raphson法和有限差分法联立求解了广义瞬态Reynolds方程、广义瞬态能量方程及瓦块的运动方程，并考虑了瓦块热弹性变形和润滑油膜温黏效应的影响．通过实例对点支撑扇形可倾瓦推力轴承的瞬态动特性系数进行了计算，并结合瞬态动特性系数对点支撑扇形可倾瓦推力轴承在受到瞬态冲击后的瞬态响应进行了分析，其结果有助于研究推力轴承在非稳态情况下的动力学特性．     

不同腔形结构静压轴承油膜温升特性对比分析

静压轴承间隙润滑油膜的温升是导致轴承本体变形的主要因素,为了探究不同腔形结构下静压轴承油膜温升特性,对工程实际应用较广泛的扇形油腔、椭圆形腔、矩形油腔、工字形油腔四种腔形结构静压轴承油膜温度场数值计算,并对相同工况条件下等腔面积的四种腔形结构静压油膜温升特性进行了对比分析。结果表明:矩形腔和扇形腔静压推力轴承油膜温度场分布情况相似,与椭圆形和工字形腔不同,温升由高到低依次为工字形腔、椭圆形腔、扇形腔和矩形腔。该研究结果可为静压轴承热变形预测提供理论依据,并为工程中油腔结构设计提供参考。     

平面静压推力轴承用于摆辗装置的研究与实践

应用润滑理论提出了平面静压推力轴承用于摆辗装置的数学模型,编制了计算机程序,计算结果表明平面静压推力轴承可用于摆辗装置,并得出一些有益的结论。在此基础上,制造了一台平面静压推力轴承摆辗装置。试验验证了理论分析的正确性,证明了平面静压推力轴承用于摆辗装置的可行性。此项研究对摆辗工艺的推广普及有着重要的意义。     

4种表面微观结构推力轴承的承载特性研究

设计了凹圆、凸圆、凹条、凸条4种典型的表面微观结构,并采用有限元方法对这4种表面微观结构推力轴承在液体中的承载特性进行了研究,分析了各表面微观结构轴承在不同轴承间隙、转速和液膜黏度等工况条件下对承载力的影响规律。结果表明:4种表面微观结构轴承在液体润滑条件下均能产生承载力,不同微观结构轴承在相同工况条件下承载力大小不同,推力轴承的承载力随轴承间隙的增大而逐渐降低,随轴承角速度的增大而增大,随润滑液液膜黏度的增加而增大;凸形微观结构推力轴承的承载力受轴承间隙、转速和液膜黏度的影响较大,而凹形微观结构推力轴承的承载力受以上因素的影响较小。     

汽轮发电机组推力瓦轴承温度升高的原因分析

汽轮发电机组推力轴承的主要作用是承受汽轮机转子在运行中的轴向推力、维持汽轮机转子和静止部件间的正常轴向间隙,因此推力轴承的正常工作是汽轮发电机组安全经济运行的先决条件之一.在汽轮发电机组运行中,影响推力瓦温度的因素有很多,本文主要阐述其原理与处理技术措施.     

汽轮发电机组推力瓦轴承温度升高的原因分析

汽轮发电机组推力轴承的主要作用是承受汽轮机转子在运行中的轴向推力、维持汽轮机转子和静止部件间的正常轴向间隙,因此推力轴承的正常工作是汽轮发电机组安全经济运行的先决条件之一.在汽轮发电机组运行中,影响推力瓦温度的因素有很多,本文主要阐述其原理与处理技术措施.     

推力轴承油浴润滑油流态的理论与实验研究

通过有限元分析,研究油浴润滑推力轴承油槽中油的流态。建立了描述油槽中流体三维紊流的控制方程,介绍了根据推力轴承试验台油槽的实际结构建立的简化模型,在实验台上进行了实验测试,并对数值计算和测试结果进行了分析,得出了对推力轴承的设计有指导意义的结论。     

基于圆盘缝隙阻尼器的中心通流静压推力轴承

针对轴向柱塞马达变量阀配流机构的结构特点,提出圆盘缝隙前置阻尼中心通流式流体静压推力轴承的原理和结构.计算承载能力和油膜刚度,分析轴承密封带与圆盘缝隙前置阻尼平面的高度差对静压推力轴承特性的影响,并与细长孔前置阻尼流体静压推力轴承的承载能力和油膜刚度进行对比.结果表明,圆盘缝隙前置阻尼流体静压推力轴承的油膜绝对刚度较大,是油膜厚度的单调递减函数,油膜厚度越小刚度越大,承载能力稳定,负载适应能力较强;细长孔前置阻尼流体静压推力轴承在设计油膜厚度附近刚度最大,当油膜厚度改变时刚度减小.对高度差5和10μm的2种样机进行对比试验,试验结果表明,2种轴承均可在压力0~12 MPa,当转速为0~1 000r/min时正常工作,泄漏和摩擦都很小.当流体压力变化时,高度差为5μm的轴承的泄漏量和摩擦扭矩相对较稳定.     

V-Gap度量磁悬浮推力轴承系统H∞控制器设计

磁悬浮压缩机变叶尖间隙喘振控制策略的实现,需要推力轴承系统控制转子精确跟踪轴向位置以及应对轴向载荷多变的问题。为保证磁悬浮推力轴承系统鲁棒控制器能够满足一定的位置跟踪和抗干扰性能,对磁悬浮推力轴承系统建模,将V-Gap度量与广义稳定裕度评价结合设计H_∞控制器。介绍了V-Gap度量和广义稳定裕度,对推力轴承系统建模利用V-Gap度量定量分析系统参数不确定性对被控对象的影响程度;在混合灵敏度H_∞控制基础上,提出以广义稳定裕度为稳定性要求的控制器设计方法,并试验验证该方法合理性。研究结果表明:设计后控制器具有更好的鲁棒性及位置跟踪性能。     

接地压力动态变化下履带推力与土壤参数间关系的研究

本文提出了履带拖拉机在松软土壤上行驶时接地压力动态分布的数学模型;通过对确定土壤剪切变形模量K的方法的研究修正了Janosi-Hanamoto公式,建立了以接地压力动态分布和接地履带板下土壤水平变形成等差级数变化条件下的推力数学模型;并在松散干砂上进行了履带拖拉机整车牵引试验。接地压力动态分布和履带推力的计算值,与试验结果比较,表现出良好的一致性。     

点支承推力轴承轴瓦最佳支点位置研究

为了研究轴瓦最佳支点位置分布,依据润滑理论,建立了点支承推力轴承流体润滑数学模型,采用数值分析方法,计算分析了轴承润滑性能随轴瓦支点位置的变化关系,确定了不同工况和轴瓦尺寸下轴瓦最佳支点位置,给出了最佳支点位置的分布规律。计算结果表明:合理的轴瓦支点位置能显著提升轴承的润滑性能。最佳支点位置在轴瓦径向方向上偏向轴瓦外侧,其径向偏心率随比压、转速和长宽比的增加而减小,随轴瓦变形量的增加而增大;最佳支点位置在轴瓦周向方向上偏向轴瓦出油边,其周向偏心率随转速和长宽比的增加而增大,随比压和轴瓦变形量的增加而减小。     

基于伺服控制节流的静压推力轴承性能分析与研究

提出了一种基于液压伺服控制节流的静压推力油膜轴承的新型可控节流方式,建立了该节流方式下静压推力轴承的流量连续性方程、轴承-主轴系统动力学方程。利用MATLAB中的SIMULINK进行了仿真计算,并将该节流方式与毛细管节流进行了全面对比。研究结果表明:基于液压伺服控制节流的静压推力油膜轴承具有更优越的性能,如能够控制油膜厚度,轴向定位精度更高,动态过渡过程更短,稳定性更好,油膜刚度更大,抗冲击能力更强,更适合于高速、重载等极端工况。