高速重载推力轴承试验台研制成功

2011年7月20日,东方电气集团东方电机有限公司高速重载推力轴承试验台启动仪式在德阳隆重举行。历时300天建成的高速推力轴承试验台最高转速750r/min、最大加载能力2 000t、最大试验轴承外径2 800mm、     

屏蔽式核主泵水润滑可倾瓦推力轴承推力盘的离心效应

屏蔽式核主泵避免了动密封问题,同时主泵中水润滑可倾瓦推力轴承有着尺寸大、推力盘转动惯量高、离心效应明显的特点。针对主泵中推力盘的结构特点及工况条件,基于有限元分析方法,建立考虑推力盘离心变形的可倾瓦推力轴承多场耦合计算模型。基于推力盘变形独立性探索了推力盘装配结构中两个关键间隙的设计参数:内轮毂端面与端面板直接接触,外套环与端面板之间留有间隙,屏蔽套与外套环之间应至少预留1.74 mm的间隙;探讨了推力盘装配结构对离心变形的影响:低转速下可倾瓦轴承可通过瓦块倾斜补偿推力盘变形,转速大于3600 r/min时推力盘变形迅速增大,极大增加润滑失效可能性;分析计算了不同结构尺寸下离心变形对推力轴承工作性能的影响:飞轮内轮毂凸沿外径的合理尺寸范围为0.63~0.67 m。     

基于有限元分析法的汽车驱动盘设计与优化

汽车驱动盘是连接发动机曲轴和液力变矩器的关键零部件。利用Pro/E建立了某驱动盘3维模型,导入有限元分析软件Workbench建立有限元力学分析模型,根据实际情况对驱动盘分析模型进行加载、设置边界条件等。分别对驱动盘进行了刚度分析、轴向冲击0.5 mm时的疲劳分析、10倍工作转矩分析、0.5°失配疲劳分析及13 000 r/min转速离心力分析。结果表明:去重孔为圆形孔形状时的10倍工作转矩分析及0.5°失配疲劳分析满足设计要求,轴向冲击0.5 mm及13 000 r/min转速情况下的强度和驱动盘的刚度是不满足设计要求的。通过对驱动盘减重孔进行改进,将圆形形状改为腰形形状,使改进后的驱动盘符合设计要求。     

宽转速摆线泵空化及流量输出特性研究

主动减震系统摆线泵工作转速范围宽，最高达6000 r/min,随着转速的变化，摆线泵密封容积腔、吸油口极易产生空化现象，进而影响摆线泵流量输出特性。提出了一种结构紧凑型动力单元，基于摆线泵宽转速运行工况，研究不同转速下摆线泵最小密封容积腔、吸油流道气相体积分数变化规律。研究结果表明：当摆线泵转速为1000 r/min时，最小密封容积腔含气率50%附近的区域占比大，当转速为6000 r/min时，最小密封容积腔含气率90%附近的区域增加明显；摆线泵工作在2000 r/min时，入口加压0.5 MPa气相体积分数最大为0.018,入口为大气压时的气相体积分数最大为0.1,当转速增加至6000 r/min时，入口加压能够有效控制吸油流道气相体积分数，改善摆线泵流量输出特性。     

高速列车齿轮箱迷宫密封性能分析优化

基于经验公式,采用流场分析软件FLUENT计算方形迷宫密封的泄漏量;分析方形迷宫密封轴转速、间隙、空腔深度、空腔宽度对其泄漏量的影响,分析圆形迷宫密封、菱形迷宫密封的性能,并将上述分析结构应用于高速列车齿轮箱迷宫密封。研究结果表明:方形迷宫密封泄漏量随着间隙宽度的增加而增加,随着轴转速、空腔深度、空腔宽度的增加而减少;圆形密封随着空腔半径的增加、菱形密封随着空腔夹角的增加其泄漏量均减少;相同工况、截面积的方形、圆形、菱形迷宫密封中,圆形空腔迷宫密封泄漏量最小。根据分析结果对高速列车齿轮箱迷宫密封进行优化,优化后迷宫密封泄漏量明显减小。     

如何降低减速机的温度

我厂350轧钢机组中减速机高速轴输入转速n_入=735r/min,低速轴输出转速n_出=121r/min,齿形为人字形斜齿轮,总齿面宽度为490mm。开机连续工作四小时以上后,机体温度升至80℃左右。由于温升过高,造成减速机内气体膨胀,产生正压现象,加之温升使减速机内机油的浓度随之降低,使各密封处出现严重的漏油现象,污染环境,油耗加大,     

微小孔深孔钻床设计

研制了一种加工φ0.9～6 mm的微小孔深孔钻床,进行了钻杆箱上电主轴设计、非接触型动密封设计、导向架设计.重点提出了适合于高速(20 000 r/min)、高压(16 MPa)运转的非接触型动密封设计,采用螺旋密封和迷宫密封,进行了原理和结构分析,也进行了泄漏量的计算.该产品具有良好的应用前景.     

内置式静压电主轴轴系设计

介绍了内置式静压电主轴结构。根据磨削功率、主轴的精度和强度要求选定主轴轴径,给出了前轴承和止推轴承的尺寸参数,阐述了在止推轴承的计算中考虑了10 000 r/min转速下离心力的影响。在结构设计中,分析了设置并列回油孔以满足回油、主轴上开甩油槽和在前后轴承上设置螺旋密封以达到电动机的密封要求和前轴承的外密封中采用甩油环和迷宫间隙密封方式的结构。结果表明,内置式静压电主轴结构设计思路为其进一步的理论研究提供了参考。     

基于FLUENT的迷宫密封机理研究

针对影响迷宫密封泄漏特性的三个因素:间隙宽度、齿型夹角以及空腔深宽比,计算了不同结构的内部流场,探讨了各因素对泄漏特性的影响,分析了密封机理。结果表明:迷宫密封的泄漏量随间隙的增大而增大,并得到满足泄漏量条件的最大间隙宽度cmax≈0.57mm;在一定深宽比下,存在最佳齿型角度,随着压比的增加,最佳齿型角度的影响加大;空腔深度和空腔宽度之间存在最佳匹配关系,且空腔深宽比不随间隙宽度的变化而变化。     

基于响应曲面法的井下节流器密封结构分析及优化

针对苏里格气田井下节流器密封失效问题，利用有限元软件，对井下节流器密封结构的密封性能进行了分析，发现密封结构中V型密封圈具有继续优化的潜力，采用响应曲面法对V型密封圈进行了优化。仿真结果表明，当V型密封圈的密封角度θ=69.7°、密封宽度h=5.3 mm、密封圆角r=0.3 mm、密封间隙d=0 mm、摩擦因数μ=0.7时，V型密封圈的最大接触应力为2.56 MPa，在保证安全的前提下接触应力提高了71%。此时节流器密封结构的密封效果最好。     

双向支撑超声波悬浮轴承的设计

设计并给出了一种对轴径向和轴向同时进行支撑的超声波轴承结构,并测试了轴的最大转速.分析了轴承表面超声辐射压力的形成以及超声波轴承的工作原理,在此基础上设计了双向支撑超声波轴承机构,测试了不同悬浮间隙下轴的最大转速.实验结果表明:在轴重85.5 g、悬浮间隙为8.53μm时,轴最高转速达到了8 946 r/min;说明双向支撑超声波轴承结构可以实现对轴的悬浮支撑,且悬浮间隙越小,轴承对轴的支撑刚度越大,轴的工作稳定性越好,转速越高.     

极齿关键参数对磁流体密封热特性影响的试验研究*

为探讨磁流体密封极齿参数对磁流体热特性的影响,利用传热学理论构建磁流体密封装置的传热计算模型,研究不同转速下密封间隙、极齿宽度、极齿槽宽度和极齿高度与磁流体温度的关系。在磁流体密封实验台上研究密封间隙、极齿宽度、极齿槽宽度和极齿高度对磁流体温度的影响,并利用模型计算结果对试验结果进行了验证。试验结果表明:随着密封间隙和极齿高度的增加,磁流体温度逐渐减小,呈负指数变化趋势;随着极齿宽度的增加,磁流体温度线性增加;随着极齿槽宽度的增加,磁流体的温度基本不变;密封间隙对磁流体温度影响最大,其次是极齿宽度和极齿高度,极齿槽宽度对磁流体温度基本没有影响。研究表明,在一定范围内适当增加密封间隙和极齿高度,适当减小极齿宽度,可以在一定程度上减小磁流体的发热量,提高磁流体密封装置寿命。     

高速电主轴用脂润滑轴承性能试验

以高速磨削电主轴用角接触陶瓷球轴承B7005C/HQ1P4为研究对象,分别在油雾润滑和脂润滑下对轴承进行高速性能试验,通过对比分析转速、载荷与温升的关系研究了脂润滑轴承的高速性能。结果表明,在循环水冷却的条件下,转速低于40 000 r/min或dmn值小于1.44×106mm.r/min时,高速电主轴可以使用脂润滑陶瓷球轴承。     

高速磁场调制式磁齿轮流场及温度场分析

高速磁场调制式磁齿轮工作时,永磁体和调磁块中会产生较大的涡流损耗和风摩擦损耗。为了研究高速磁齿轮小间隙内的流场和温度场,以一台内转子转速为16 500 r/min,外转子转速为-3 000 r/min的磁齿轮为研究对象,针对磁齿轮小间隙,考虑自然对流换热和强迫风冷换热两种情况,采用计算流体动力学（CFD）方法进行了流场及温度场计算。结果表明,仅仅依靠自然对流换热,永磁体会因温度过高而失磁;引入强迫风冷后,永磁体温度能控制在402.98 K(129.83℃)以内;并给出了轴向风速为15～30 m/s时沿轴向分布的对流换热系数曲线。研究结果为磁场调制式磁齿轮的热设计提供了参考依据。     

高速单级磁流体密封的实验研究

实验研究了单级磁流体密封的密封特性,即破裂压力差和功率损失,以探索飞轮系统磁流体密封的最佳设计条件.对直径120mm的转轴,在最大转速12000r/min时,进行了测定。     

聚合反应器中搅拌器轴的修复

聚合反应器是聚乙烯装置的心脏设备.反应器内是乙烯、丁烯、环己烷和催化剂等易燃、易爆介质,反应温度315℃,反应压力18.85MPa.其易燃、易爆、高温、高压的性质决定了对搅拌器轴封的要求极高.该搅拌器密封采用加拿大杜邦公司专利技术,为高压注油间隙密封.运转间隙下端为0.106mm、上端为0.137mm,由上至下呈渐缩形状,密封段长约700mm,耐受压力高于介质压力6～7MPa.搅拌器轴长1754.8mm,由轴径φ85mm的轴承段和轴径φ127mm的密封段组成.驱动电机功率为75kW,同步转速1500r/min,轴工作转速229r/min,轴材质为17-4PH沉淀硬化不锈钢.1994年4月的断油润滑事故使反应器中的搅拌器停运.经初步检查,轴承及轴承套等件已与轴熔成一体.本文仅就搅拌器事故后本厂对轴的修复过程及投用后的     

卧式柱塞泵曲轴的磁性液体密封设计*

卧式柱塞泵曲轴密封的可靠运行是曲轴轴承实现润滑与液压支架稳定供液的重要基础。基于磁性液体密封理论,设计一种单磁源梯度齿宽磁性液体密封结构,采用数值模拟的方法研究磁性液体密封结构的磁场分布特征,并分析不同密封间隙和转速对密封耐压性能的影响。结果表明：与均匀极齿宽度磁性液体密封结构相比,梯度极齿宽度密封结构平均耐压能力约提高11%;梯度齿宽密封结构中,随着极齿与永磁体距离的增大,各极齿耐压能力逐渐增强;随着密封间隙的增大,离心力引起密封失效的极限转速逐渐减小。     

水力加压器组合密封结构设计及参数优化

为了提高水力加压器密封性能,设计一种由滑环与O形密封圈组成的组合密封;利用流体压力渗透载荷的加载方法对密封结构进行有限元仿真,得到单因素滑环结构参数对密封性能的影响规律;利用正交试验,分析多因数滑环结构参数综合作用对活塞密封性能的影响。研究结果表明:滑环沟槽底部厚度、滑环侧边宽度、滑环高度、活塞单边径向密封间隙对动密封面接触压力影响依次减弱,新型密封结构选择滑环高度6.5 mm、滑环侧边宽度2.65 mm、滑环沟槽底部的厚度0.7 mm、单边径向间隙0.25 mm时,其最大接触应力比常规O形密封圈结构提高了245%;新型密封结构中的动密封面接触应力比常规O形密封圈结构有了显著的提高,提高了水力加压器的密封性能。     

基于热源法的涡旋盘高速精密铣削切削热研究

针对高速精密铣削过程中涡旋盘的热变形问题,基于热源法建立了工件温度场模型,分析其任意位置任意时刻的温度变化情况。根据Cr15Mo材料的J-C本构模型和剪切面温度场模型,推导出剪切面温度和剪切应力的数学模型,探讨了不同应变下应力-温度的关系和不同温度下应力-应变的关系。数值模拟结果表明,当数控机床主轴转速达到7 000r/min时,切削温度保持在753.957℃左右,转速每升高1 000r/min,涡旋盘应变变化213/s,应力约增加20MPa。研究结果对于涡旋盘高速精密铣削中合理选择加工参数、有效控制热变形具有一定的指导意义。     

车型

说明：除产品型号外,C表示外形尺寸（mm）,N表示功率（kW）,L表示轴距（mm）,U表示后轮距（mm）,Bq表示前轮距（mm）,QP表示牵引力（kN）,TP表示提升力（kN）,G表示结构质量（kg）,Fn表动力转速（r／min）,n表示发动机转速（r／min）,Sn表示动力输出转速（r/min）,Jn表示工作部件转速（r／min）,H表示离地间隙（mm）,V表示行驶速度（km／h）R表示转弯半径（cm）,qt表示前轮规格,ht表示后轮规格,型号后括弧内为发动机型号。