弹性箔片动压气体推力轴承承载性能研究

气弹耦合解是准确预测弹性箔片动压气体轴承承载性能的有效方法。通过引入箔片的弹性变形以及联立求解动压气体润滑Reynolds方程和弹性箔片的变形方程,给出了弹性箔片动压气体推力轴承的气弹耦合解。应用气弹耦合解理论,将顶层箔片的局部弹性变形纳入考虑范围,对弹性箔片动压气体推力轴承的承载性能进行了计算和分析。有限元数值仿真结果表明:顶层箔片在气膜压力作用下的局部弹性变形直接导致弹性箔片动压气体推力轴承承载能力的降低;根据轴承瓦块上气膜压力分布的特点合理设计支承拱箔的结构形式,可以减小顶层箔片的局部弹性变形,有效提高轴承的承载能力。得到了一种承载能力较高的弹性箔片动压气体推力轴承支承拱箔结构设计方案。     

圆柱滚子轴承混合润滑状态下的超声法膜厚测量

圆柱滚子轴承由于其线接触特点被广泛应用于各类低速重载工况下的大型设备中,其运行性能和稳定性与滚子和内外圈间的接触润滑状态密切相关;基于等效刚度的超声法可用于实际工况的滚子轴承弹流润滑油膜厚度测量,但无法直接适用于低速重载工况下流体润滑和粗糙峰接触共存的混合润滑状态膜厚测量。为此,提出了一种混合润滑状态下的超声测量方法,建立了界面油膜刚度和粗糙体接触刚度的并联模型,通过引入接触系数并结合经验公式对超声法所测界面总刚度进行分解,获取混合润滑状态下的油膜刚度,进而得到更加准确的油膜厚度。将实验结果和理论结果的对比分析,验证了该模型的可行性和有效性。     

动压润滑波形表面径向轴承性能分析

比较动压润滑波形表面径向轴承和圆轴承在静态性能方面的差别,研究波幅比和安装角对波形表面径向轴承静态性能的影响规律。数值计算结果表明,在大多数情况下,波形表面轴承的承载能力高于圆轴承,但是在某些波幅比和安装角下,会出现相反的情况;在总体趋势上,波形表面轴承的承载能力随着波幅比的增大而增大,但是当波幅比小于0.15时,此规律可能不再适用;安装角对波形表面轴承承载能力的影响较为复杂,而且在不同的波幅比和不同的偏心率下会有不同的表现,因此,在波形表面轴承的设计和使用中,需要对安装角加以特别的关注。     

支持轴承设计的问题求解环境

基于问题求解环境理论建立了支持轴承设计的计算服务平台,将分布在不同研究机构的基于不同软件开发的关于流场、电磁场、应力场以及温度场等的有限元分析程序进行集成,使其通过Internet为企业设计用户提供设计服务,并以实例说明了系统的可行性。     

弹流润滑问题求解软件框架的构建

弹流润滑问题的求解涉及到弹性变形和流体动力润滑之间的多物理耦合作用的分析,求解过程很复杂和困难。通过建立MATLAB和ANSYS软件之间的有限元网格影射中间件实现了弹流体润滑问题有限元求解环境的构建。这种影射关系可以使不同软件之间的进行动态数据交换,从而实现不同分析过程之间的耦合作用。以径向空气轴承中的弹流润滑为例介绍了其具体的实现。     

可倾瓦气体动压轴承承载能力的数值分析

应用MATLAB的偏微分方程工具箱,采用有限元法求解气体润滑Reynolds方程,通过完全装配分析法计算了可倾瓦动压气体轴承的承载能力,研究了轴承偏心和瓦块预负荷对可倾瓦轴承的承载能力、最小气膜厚度和最大气膜压力以及瓦块摆角的影响。计算结果表明,随轴承偏心或瓦块预负荷增大,各瓦块的承载能力和摆角发生明显变化,轴承的最小气膜厚度减小,最大气膜压力增大,承载能力增大。从理论上解释了可倾瓦轴承的承载能力与轴承偏心和瓦块预负荷的密切相关性。     

航发高速轴承试验机测控系统设计

轴承试验机;LabVIEW;测控系统;PLC     

润滑相尺寸对自润滑膜形成的影响

采用高能球磨制备细小的复合粉末,再通过感应烧结制备耐高温自润滑IS304涂层,涂层致密且润滑相明显细化,其中Ag粉尺寸为5μm左右、氟化物尺寸小于2μm,且氟化物粒子与Cr2O3粒子形成复合结构。室温时IS304摩擦系数较大,磨损机制主要为微观脆性断裂;随着温度的升高,由于润滑相尺寸减小、且氟化物粒子与Cr2O3粒子形成复合结构,使得摩擦副在高速滑动过程中接触点的瞬态温度迅速升高,此瞬态温度有效地激活了氟化物粒子的润滑性能,在摩擦力和压力的作用下,氟化物粒子经塑性变形后形成表面润滑膜,使得接触面的摩擦系数急剧减小。有限元计算也表明润滑相的细化和分布位置的改变可明显提高润滑相的瞬态温度。     

基于PDE的气体润滑轴承特性的数值分析

针对雷诺方程求解困难的问题,应用Matlab PDE工具箱提出了一种比较方便的数值离散求解方法,同时提出了一种对剖迭代的逼近算法来处理压力边界条件。并采用该算法通过改造PDE工具箱对小孔节流静压气体径向轴承的静态性能进行了研究,将其计算结果与其它分析方法的计算结果进行了比较,表明该方法的计算结果精度很高而且非常稳定,证明将该方法应用在流体润滑领域的可行性。     

动压气体轴承性能计算方法研究

通过数学变换，将动压气体润滑Reynolds方程变换成标准的椭圆型偏微分方程形式，以MATEAB PDE（partial differential equation）工具箱为求解器，编制迭代计算程序，实现动压气体轴承性能的高精度计算。文中的计算结果与以往发表的数值计算结果非常吻合，这表明所提出计算方法的正确性。文中计算方法的思想可以推广应用于其他类型轴承的性能计算及其他类型偏微分方程问题的求解中。