阶跃载荷扰动条件下推力轴承热瞬态过程研究

用一维绝热模型研究了滑动推力轴承在阶跃载荷冲击下的热瞬态行为.通过对轴承油膜压力、温度和推力盘的动力学参数进行建模,应用有限差分以及Runge-Kutta法等对模型求解,获得了大载荷阶跃冲击条件下推力轴承热瞬态过程中性能参数的非线性响应曲线,给出了瞬态过程中轴承最高温度、最小膜厚等参数的变化规律.结论认为如果轴承设计和运行不当,轴承有可能因为瞬态过程中温升过高或膜厚的突然减小而失效.     

可倾瓦推力轴承在变载荷下的瞬态润滑性能研究

建立了可倾瓦推力轴承中的油膜厚度方程、瞬态油膜压力方程、瞬态油膜温度方程以及求解油膜力和瓦块力矩的数学模型，提出了基本方程的数值求解过程，研究了可倾瓦推力轴承变载荷下的瞬态润滑性能。结果表明，随着载荷的增大，油膜厚度减小，油膜温升增大。在达到同样载荷时，对于较大的载荷变化率，其油膜温升反而较小。另外，随着载荷的增大，瓦块的倾角也．随之逐渐增大。     

船舶可倾瓦推力轴承工况参数对润滑特性的影响

为研究船舶工况参数对可倾瓦推力轴承稳态和瞬态润滑特性的影响,利用Matlab建立船舶可倾瓦推力轴承热弹流体动压润滑计算模型,考虑轴瓦的热弹性变形,联立黏温方程、能量方程、油膜刚度和阻尼系数方程求解模型,研究热弹性变形以及不同载荷和转速情况下船舶可倾瓦推力轴承的润滑特性。结果表明：考虑热弹性变形时,最小油膜厚度增大,最大油膜压力和最高油膜温度降低;在正常运行工况条件下,轴瓦的热弹性变形有利于改善推力轴承的润滑性能,轴承设计时应考虑材料的抗压性和耐热性;在转速不变时随着载荷的增大,最小油膜厚度降低,最大油膜压力、温度、油膜刚度和阻尼均增加,需要特别注意重载工况下轴承的动压润滑状况;在载荷相同的情况下,随着转速的提高,油膜厚度和油膜温度增大,油膜压力变化不明显,油膜刚度和阻尼随转速增大而降低,在转速较低时下降较为明显。研究结果为优化轴承设计、提高轴承运行的可靠性和稳定性提供参考。     

可倾瓦推力轴承瞬态热效应的实验研究

:通过实验 ,研究了可倾瓦推力轴承在空载快速启动及慢速启动过程中油膜温度的瞬态变化规律 ,探讨了加载时载荷变化、转速变化及转速变化率等因素对推力轴承油膜温度的影响。实验时 ,在瓦块进油、出油边及油膜与瓦块接触面上布置了若干根铜 -康铜热电偶 ,并选用了英国施伦伯杰公司的 IMP分布式数据转换器与一台主频为16 6 MHz的计算机组成了动态温度、油膜厚度数据采集系统。实验表明 :油膜温度变化速度并不如现有的关于数值计算的文献报导的迅速。转速或载荷增大时 ,油膜温度上升 ,油膜厚度减小 ,但是转速变化对油膜瞬态温度的影响要比载荷的影响大。值得注意的是 ,在一定载荷下 ,转速增加时 ,油膜温度首先上升 ,到达峰值后逐渐下降。     

阶跃载荷扰动下径向滑动轴承绝热瞬态过程研究

研究了径向滑动轴承在阶跃载荷扰动下的绝热瞬态行为.通过对轴承油膜压力、温度及轴颈的动力学建模,应用数值方法对模型求解.获得了大载荷扰动工况下径向滑动轴承热瞬态运动参数的非线性响应.给出了瞬态过程中轴承最高温度、最小膜厚等其他参数的变化规律.结论认为,瞬态过程中温升、膜厚参数变化很大,并且超出了其要达到的稳态值,有可能造成瞬态过程中轴承由于温升过高而失效.     

初始状态对径向滑动轴承热瞬态过程的影响

研究了径向滑动轴承在阶跃载荷扰动下的瞬态绝热行为.通过对轴承油膜压力、温度和各组成部分的动力学参数进行建摸,应用数值方法对模型求解.获得了大栽荷扰动工况下径向滑动轴承热瞬态运动参数的非线性响应.在此基础上讨论了初始稳态压力和转速对轴承热瞬态过程的影响.     

可倾瓦推力轴承在工况参数变化下的瞬态润滑性能研究

建立可倾瓦推力轴承中的油膜厚度方程、瞬态油膜压力方程、瞬态油膜温度方程以及求解油膜力和瓦块力矩的数学模型 ,提出基本方程的数值求解过程 ,研究可倾瓦推力轴承变转速下的瞬态润滑性能。     

轴偏斜工况下米歇尔式推力轴承润滑性能分析

采用多瓦联合仿真方法,对某一轴偏斜的船用米歇尔式推力轴承进行稳态润滑和瞬态润滑分析,分别得出各瓦块稳态润滑参数的分布和随轴偏斜量的变化规律、阶跃载荷作用时各瓦块瞬态润滑参数的变化规律。结果表明:瓦块倾角的变化量与轴偏斜数量级相当,为不影响油膜建立,支撑结构应保证瓦块在轴偏斜时能自由摆动;轴偏斜工况下,推力盘偏向一侧的推力瓦块承载力加大,油膜温度升高、油膜厚度变小,而推力盘偏离一侧的推力瓦块承载力降低,油膜温度降低、油膜厚度变大;随轴偏斜角度增加,瓦块润滑参数差别加大;阶跃载荷作用后,各瓦块润滑参数在极短的时间内发生突变。较小的轴偏斜量对推力轴承工作安全性产生严重影响,提高推力轴承的轴偏斜补偿能力具有重要意义。     

运行过程中转速变化时可倾瓦推力轴承油膜温度瞬态变化规律的实验研究

本文实验研究了可倾瓦推力轴承在运行过程中的不同载荷下、不同升速时间下从起始转速８００ｒ／ｍｉｎ升到截止转速５０００ｒ／ｍｉｎ时油腊温度和油膜厚度变化值的瞬态变化规律。实验时,在瓦块进油、出油边及油腊与瓦块接触面上布置了若干根铜－康铜热电偶和电涡流传感器。实验表明大运行过程中。转速升高时,不同的升速时间对油膜温度、进油边温度、出油边温度以及油腊厚度变化的影响基本相同;不同载荷对油膜温度、进油边温度以     

改进型袋式轴承起动过程试验研究

设计和开发了滑动轴承试验装置,包括数据采集硬件系统和软件系统.在该试验台上进行了改进型袋式轴承瞬态工况下的试验研究,分析了其起动过程中的性能变化.结果表明:改进型袋式轴承油膜温度随载荷和转速的增大而明显升高;轴承油膜温度相对较高,油膜温度最高处出现在下瓦圆弧出口处位置;轴承的压力承载面积大,压力分布较为均匀.     

可倾瓦推力轴承系统的稳定性研究

在可倾瓦推力轴承系统中,利用薄膜压力和薄膜厚度的Taylor级数展开式,对瞬态雷诺方程进行了求解,求出了薄膜力和瓦块所受力矩的Taylor级数展开式,建立了镜板和可倾瓦自由振动时的微分方程及其特征方程,以出口处与入口处薄膜厚度的比值,外载荷、瓦块倾角、镜板速度和薄膜动力粘度等为变量,经判断霍尔维茨行列式的值大于零时,表明可倾瓦推力轴承系统具有稳定性。一旦瓦块的支点确定后,出口处入口处薄膜厚度的比值即可确定,而与其它参数无关。镜板和瓦块的运动微分方程可进行解耦合求解。     

基于流固耦合的气体静压止推轴承动态特性研究

为了研究气体静压止推轴承的动态特性,运用有限元分析软件ANSYS中的流体分析模块和瞬态力学模块进行双向流固耦合仿真,对小孔节流气体静压止推轴承的动态特性的相关影响因素进行研究,得到了不同状态下的轴承动态特性的变化曲线。结果表明:当轴承受到干扰负载时,通过提高供气孔压力、增加节流孔个数均可以减小轴承气膜的振动幅度,同时提高轴承的动态承载力和动态刚度;增大节流孔的直径则会增大轴承气膜的振动幅度,不利于轴承的稳定性。     

Analysis of a hydrodynamic thrust bearing with elastic deformation using a recurrent neural network

A theoretical analysis on the general behaviour of a thrust bearing is presented in this paper. The model programme using a method adaptation of finite differences was developed to solve the Reynolds equation for lubrication. The model in the theoretical analysis uses a single one-dimensional grid. The altering of total lubrication load obtained in the result of under-cutting in the thrust bearing have been determined together with the parameters such as oil film thickness and pressure. Parameters such as the pressure and thickness of the oil film were determined. The hydrodynamic behaviour of thrust bearing was analysed by considering of different dimensionless system pressure, speed and geometry of the bearing. The effect of the elastic load due to elastic deflection is taken into account as on the load-bearing characteristics is included. Also, a proposed neural network predictor is utilised to analyse of the general behaviour of thrust bearing. The results of the proposed neural network predictor gives superior performance for analysing of the behaviour of a thrust bearing undergoing in elastic deformation.     

屏蔽泵水润滑石墨推力轴承摩擦学性能的研究

本文分析了影响水润滑石墨推力轴承摩擦学性能的主要因素,如润滑水膜厚度、温升、载荷及转速、轴承材料的性能等,提出了提高水润滑轴承摩擦学性能的主要方法,如创建容易获得稳定润滑水膜的工况条件,缩短轴承的启动时间,减小轴承负载,选用合适的摩擦副材料等。     

Theoretical considerations of static and dynamic characteristics of air foil thrust bearing with tilt and slip flow

The thrust pad of the rotor is used to sustain the axial force generated due to the pressure difference between the compressor and turbine sides of turbomachinery such as gas turbines, compressors, and turbochargers. Furthermore, this thrust pad has a role to maintain and determines the attitude of the rotor. In a real system, it also helps reinforce the stiffness and damping of the journal bearing. This study was performed for the purpose of analyzing the characteristics of the air foil thrust bearing. The model for the air foil thrust bearing used in this study is composed of two parts: one is an inclined plane, which plays a role in increasing the load carrying capacity using the physical wedge effect, and the other is a flat plane. This study mainly consists of three parts. First, the static characteristics were obtained over the region of the thin air film using the finite-difference method (FDM) and the bump foil characteristics using the finite-element method (FEM). Second, the analysis of the dynamic characteristics was conducted by perturbation method. For more exact calculation, the rarefaction gas coefficients perturbed about the pressure and film thickness were taken into consideration. At last, the static and dynamic characteristics of the tilting condition of the thrust pad were obtained. Furthermore, the load carrying capacity and torque were calculated for both tilting and nontilting conditions. From this study, several results were presented: (1) the stiffness and damping of the bump foil under the condition of the various bump parameters, (2) the load carrying capacity and bearing torque at the tilting state, (3) the bearing performance for various bearing parameters, and (4) the effects considering the rarefaction gas coefficients.     

推力轴承模型试验件承载能力的实验

将一透平机械中的中型推力轴承通过相似模型化得到模型试验小型轴承,对其承载能力进行了实验,得到了轴瓦的进、出油温度和支点处的油膜厚度。实验表明,可用支点处的油膜厚度来代替最小油膜厚度的测量,为工程实际提供了一种新的测量思路     

微位移驱动器在止推油膜轴承中的应用

针对止推油膜轴承的偏载问题,研究了微位移驱动器在止推油膜轴承中的应用。通过理论计算得到油膜厚度、压力和温度分布,分析了止推轴承油膜厚度的变化对载荷与温度的影响。设计了一种超磁致伸缩微位移驱动器微位移驱动器,并建立了杠杆试验机测试其静态位移输出特性,证实超磁致伸缩微位移驱动器具有与润滑膜厚同一数量级的位移输出,可应用于止推轴承油膜间隙的主动调节,均衡瓦块间载荷并降低温升。利用超磁致伸缩微位移驱动器微位移驱动器设计了一种新型结构的可自动调节间隙的止推油膜轴承,并建立了用于测试该新型轴承的止推轴承实验台。     

GMA止推油膜轴承瓦块均载调整试验研究

介绍了一种基于超磁致伸缩驱动器(GMA)的止推油膜轴承的结构和工作原理,搭建了GMA止推油膜轴承试验台,进行了止推油膜轴承的跑合试验、单瓦载荷调节试验以及手动和自动均载调节试验。该轴承以瓦块的温度作为反馈信号,改变GMA的伸长量可控制止推瓦块的油膜间隙,使同一止推轴承的不同瓦块承受载荷尽量均匀,能够防止止推轴承偏载现象发生,避免止推油膜轴承由于偏载引起的局部高温。试验结果表明,利用GMA调节止推轴承的油膜间隙、实现止推瓦块的均载方案是可行的。