有限差分法求动静压轴颈轴承性能研究

为了对动静压轴颈轴承性能进行研究,利用有限差分方法编写了可以计算动静压气体轴承静态、动态和动静混合情况下性能参数的计算程序,分别讨论了前端角、网格数与收敛精度和偏位角对计算结果的影响.结果证明,前端角对求轴颈轴承静态性能没有影响,而网格数需要与收敛精度相匹配,否则对计算结果影响很大.在求动态性能时加入了偏位角嵌套循环,考虑了实际气膜厚度表达式对轴承性能的影响.计算结果与有实验验证的算例相比较,两者误差在5%以下,证明此程序方法计算结果正确可靠,该方法已成功应用于实际工程设计之中.     

平箔片厚度轴向变化的新型箔片轴承性能

为提高箔片轴承性能,提出一种新型的平箔片厚度轴向变化的波箔型箔片轴承.该新型箔片轴承的平箔片在轴承中间区域有一周向贯通的宽槽,凹槽深度在微米量级.考虑平箔片厚度的轴向变化,采用二维厚板有限元模型计算平箔片刚度.基于有限差分法和Newton-Raphson迭代法耦合求解压力控制方程及箔片变形方程,获得新型箔片轴承的气膜压力分布及承载力;基于小扰动法,计算轴承动力学特性系数.仿真研究平箔片宽槽深度对新型箔片轴承性能的影响.结果表明:与传统箔片轴承相比,平箔片厚度轴向变化的新型箔片轴承可有效减少润滑气体端泄,增大流体动压效果,提高轴承承载力并改善动力学特性;随着平箔片宽槽深度的增大,新型箔片轴承的承载力及主刚度进一步增大;平箔片宽槽深度为8μm的新型箔片轴承,其承载力和主刚度分别增大约11.8%、12.1%.     

陶瓷轴承电主轴的模态分析及其动态性能实验

目的 通过对实验室高速精密磨床用陶瓷轴承电主轴的动态特性的研究,验证电主轴结构设计的合理性.方法 在Ansys中建立了相应的轴承-主轴系统三维有限元模型,采用了Subspace模态提取法对主轴部件进行模态分析,计算主轴前5阶固有频率、振型和临界转速,并利用锤击法对陶瓷轴承电主轴进行动态响应实验.结果 Ansys的模态分析法得出的固有频率与动态响应实验得出的频率基本一致,主轴工作转速远离其临界转速,能有效避开共振区,保证了磨床的磨削精度.结论 通过模态分析法,可以看出Ansys对电主轴的动态仿真和计算有一定的指导意义.也为下一步的谐响应分析打下基础.     

球轴承-转子系统动特性的整体分析方法

针对轴承刚度计算精度不高的问题,求解滚动轴承内圈方程组的雅可比矩阵得到滚动轴承五维刚度,对轴承刚度特性分析表明,刚度随工况变化呈显著非线性变化.考虑转子外力和不平衡力作用于轴承的载荷变化和工况变化对轴承刚度的影响以及轴承刚度对转子系统动特性的影响,提出了滚动轴承-转子系统动态特性计算的整体分析方法,使用最速下降法结合牛顿-拉夫逊法求解系统的特征值,建立了转子失稳门槛的优化模型.对某多圆盘转子的临界转速、失稳门槛计算的结果表明:考虑轴承和转子相互作用对系统动特性的影响较为显著,优化转子直径提高了失稳门槛值.本研究为转子系统动特性的准确计算提供了方法.     

不同油膜力模型下转子-圆柱轴承系统的动力学分析

为了给实际转子-圆柱轴承系统进行非线性动力学分析和设计提供切实有效的非线性油膜力模型,分析了各种圆柱轴承非线性油膜力模型的计算精度和计算速度.对实际转子-圆柱轴承系统响应的相对误差、计算速度和非线性动力学特性进行了分析和比较,结果表明:综合考虑动力学特性,计算精度和计算速度几方面因素,数据库方法应为优先推荐采用的模型,其次为变分法模型.为旋转机械转子-圆柱轴承系统的非线性动力学分析和设计提供了必要的理论基础.     

基于毛细管节流多油垫静压转台理论和实验研究

针对毛细管节流多油垫闭式静压转台建立主轴系统动力学模型,应用Simulink软件得到了主轴系统在偏载下的动静态特性,分析了不同外载及不同加载位置对转台油膜厚度、油膜承载力、油腔压力及转台偏转角的影响.搭建了静压转台动静态特性实验装置,对8油垫静压转台进行了动态加载实验和正弦激励扫频实验.计算结果与实验结果比较表明:该理论模型具有合理性,为静压转台的优化设计和精密机床加工精度的提高提供依据.     

多因素耦合对空间轴承热学特性的影响

针对航天机构工作环境的特殊性,构建空间环境下的轴承热传递网络模型,研究多因素耦合作用下空间轴承的稳态温度场.以滚动轴承的拟静力学、传热学及摩擦生热分析为基础,分析固体自润滑空间轴承的摩擦力矩和摩擦热,建立轴承组件关键位置的温度节点和热传递方程组.通过理论分析、仿真和实验研究,分别研究单一因素和多因素耦合对空间轴承温度场的影响.研究结果表明:理论计算与仿真结果和实验结果基本是吻合的,验证了简化热传递网络模型的正确性;交变温度对空间轴承热学特性影响最显著,转速和载荷对空间轴承热学特性影响较弱;低速、轻载时,轴承温度主要取决于交变温度,转速和载荷的影响基本可以忽略;当多因素共同影响时,交变温度与轴向载荷耦合影响轴承热学特性,交变温度与转速联合影响轴承热学特性.     

层流紊流共存时径向滑动轴承热流体润滑性能分析

研究了无限宽动压径向滑动轴承油膜中层流、紊流2种流态共存和热效应对轴承特性的影响.在考虑油膜中同时存在层、紊流2种流态的条件下,对雷诺方程、能量方程和黏温方程联立求解,得到油膜压力分布、温度分布、黏度分布、承载力、摩擦力等特性参数,并将某工况下混合流态时油膜特性结果与单一层流流态时的结果进行比较.结果表明,在绝热条件下,与单一层流流态相比,混合流态下油膜承载力、摩擦力较大,温升较高,黏度变化较大;热效应使轴承承载力明显下降.     

小孔节流静压气体球轴承的结构参数设计

采用工程计算方法研究了按静刚度最大准则设计小孔节流静压气体球轴承几何参数的基本过程,详细讨论了球轴承的几何参数变化对轴承承载力特性、静刚度特性及流量特性的影响.给出了三个主要几何参数即球窝外包角、供气孔直径和供气孔数的合理取值范围.     

滑动轴承内的磁场分布特性

为了研究在磁场影响下机电设备中径向滑动轴承的摩擦学性能,提出了在轴承润滑区内三维磁场分布的研究方法.以一套外加磁场滑动轴承实验装置为例,利用磁场有限元方法,计算了1/24和1/4对称结构中空气、铁磁以及油膜区域的磁场分布情况,分析了径向滑动轴承的磁场在润滑油膜区内沿径向、轴向和周向的分布特性,并分别研究了轴承宽度、轴承直径、轴承配合精度等结构因素以及轴承偏心对磁场分布的影响.结果表明,在轴承油膜区内的磁场分布是不均匀的,并且磁场分布随结构和偏心参数的改变而改变,在轴承端部有端部效应,在轴承偏心时存在聚集效应.     

基于静特性分析的环面节流静压气体球轴承参数设计

环面节流多孔闭式球轴承具有整体球窝面,是静压气体球轴承的一种新结构形式。按照优先考虑静刚度指标以及兼顾流量、承载力指标的设计原则,采用保角变换有限元法研究闭式气体球轴承几何参数设计的基本过程,并详细讨论了球窝外包角、供气孔包角、供气孔数和供气孔直径对轴承静特性的影响。结果表明,对轴承承载力特性影响较大的参数是球窝外包角和供气孔数,对流量特性影响较大的参数是供气孔数和供气孔直径,对轴承静刚度特性影响较大的参数是球窝外包角、供气孔包角和供气孔直径。通过分析,给出了闭式气体球轴承几何参数的推荐取值范围。     

球面气体轴承在任意位移下的性能研究

本文提出一种求解小孔节流闭式外压气体球轴承在任意位移下的承载能力及刚度等外特性的计算方法。由于闭式球轴承结构的复杂性,采用了有限元方法求解。本文还对气膜平均间隙等参数进行优化。最后还给出了一个计算例。     

新型高刚度静压气体球轴承的静态特性

提出了一种新型的气体球轴承结构,其球头尺寸大于球窝尺寸,称为过盈型静压气体球轴承。采用三维有限体积法对此类球轴承的静态特性进行了计算分析,并与传统的间隙型和跑合型静压气体球轴承进行了对比,表明本文提出的过盈型静压气体球轴承在承载力和静态刚度方面均有显著优势。     

液压马达线接触球铰副的弹流分析

改善曲轴连杆液压马达球铰副的润滑性能是滑靴副静压支承可靠工作的前提条件,为此提出了一种摩擦特性优于现有结构的线接触球铰副结构;在给出速度和载菏求解方法的基础上,应用弹性流动润滑的理论对其润滑特性作了数值计算分析,着重考察了切线张角、球窝母线半径及球头半径对油膜形成的影响。     

Study on High Stiffness Gas Bearing for Precision Centrifuger

0rnonvrn0NPrecisioncentrifugerisahighprecisi0ninertialnati-gationtestsystem.Itfunctionst0accuratelycalibrateac-celerometers.Theprincipleofmeasurementisformulaa=.'R,wherecoisangUlarsPeedandRisradiusofro-tationasshowninFig.l.coandRinfluencetLheprecisi0nofaccelerationa.Theyaredistuthedhymanyfact0rs,suchaschangeinroIationradiuscausedbycentrifugalforce,parallelmovementandinclination0faxisX,swayofrotationaxisYcausedbyl0wstiffhess0fhearings,un-evenofooands00n.Therefore,0ne0ftheke}st0im-provingtL…     

隐函数求解法在单供气孔静压气体球轴承参数优化中的应用

摈弃不可压缩流简化,在已知承载力的条件下,以最大静刚度为设计准则,建立了显含单供气孔静压气体球轴承3个结构参数和隐含轴承刚度的隐式方程。利用隐函数的导数及矩阵的正定性,讨论了隐函数极值存在的条件。在约束条件中加入了小孔节流器的实现条件、稳定性工作条件及加工制造限制条件等。编制MATLAB程序求解了隐函数极值及其对应的轴承结构参数取值,计算结果与使用不可压缩流简化得到的显式刚度方程的优化参数完全一致。     

大直径焊接空心球节点足尺试验研究

通过对某体育中心屋盖拱形桁架支座的焊接空心球节点的足尺模型试验,获得了该节点的应力应变分布情况和极限承载力.为了探讨理论设计方法,采用AN SY S有限元分析软件,采用she ll143壳单元建模,同时考虑几何和材料双重非线性进行有限元分析.结合试验结果和有限元分析结果,验证有限元模型和分析方法的合理性,并对球节点的受力性能和承载力进行评价,同时为复杂节点设计提供参考.     

A Study on the Dynamic Characteristics of the Damping Capillary Type Spherical Hydrostatic Bearing

ＡＳｔｕｄｙｏｎｔｈｅＤｙｎａｍｉｃＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅＤａｍｐｉｎｇＣａｐｉｌｌａｒｙＴｙｐｅＳｐｈｅｒｉｃａｌＨｙｄｒｏｓｔａｔｉｃＢｅａｒｉｎｇＣＨＥＮＺｈｕｏｒｕ；ＰＡＮＳｈｅｗｅｉ；ＺＨＡＮＧＳｈｏｕｌｉ；ＪＩＮＣｈａｏ...     

尺寸误差对配合型静压球轴承性能影响的研究

建立了考虑尺寸误差作用的配合型静压球轴承的数学模型,研究了尺寸误差对于球轴承性能的影响,并得到其影响规律,最后提出了一些有价值的设计建议。