基于动网格方法的不同油膜厚度下静压轴承承载特性分析

针对重型装备制造业中重型静压轴承承载特性的研究,考虑到不同工况下间隙油膜厚度对静压轴承承载能力及压力分布的影响,建立了静压轴承间隙油膜三维模型及边界条件,利用CFD(computational fluid dynamic)原理,应用动网格技术和FLUENT软件,探讨静压轴承转速为10r/min以及在空载0 t、有载40 t、满载150 t不同工况下,油膜厚度变化对压力场以及油腔压力值的影响规律。结果表明:油腔压力随着间隙油膜厚度的减小而增大,当油膜减小到一定值时,油腔压力显著增加,油膜承载能力显著增强。     

极端工况静压支承润滑状态的微间隙油膜形貌表征

极端工况条件下静压支承运行过程中的极易发生摩擦学失效且润滑状态极难获得,为解决此技术难题,设计一种新型油垫可倾式静压支承结构,形成静动压混合推力轴承,提出利用微间隙油膜形貌来表征静压支承润滑状态的想法。针对新型双矩形腔油垫可倾式静压支承,建立温升和功耗、热固耦合变形、流固耦合变形及油膜形状等数学模型。分析极端工况下微间隙油膜温度场和油膜压力场分布特征,求得摩擦副热力耦合变形,获取三维油膜形貌,判断静压支承润滑状态。搭建油膜厚度测量装置,获得油膜厚度状态,验证理论分析和数值模拟所获得的油膜形貌的正确性。结果表明：极端工况下该结构润滑效果大大改善,轻载高速时热变形起主导作用,油膜厚度差异较大。低速重载时力变形占主导地位,油膜较平滑。油腔外侧封油边交角处变形最大,此处油膜最薄,易发生摩擦学失效。     

静压推力轴承不同偏载距离润滑性能对比

以双矩形腔多油垫静压推力轴承为研究对象,探讨高速重载工况条件下偏载距离对承润滑性能影响,并与中心加载时的润滑性能进行对比.运用润滑理论和摩擦学原理推导中心加载与偏载时双矩形腔流量方程、温升方程和油腔压力方程,并进行仿真分析.研究结果表明:当载荷一定时,随着偏移距离的增大,工作台下沉侧油膜厚度逐渐减小,油膜温升和最大压力...     

恒流环形腔多油垫静压推力轴承油膜刚度特性

油膜刚度影响静压推力轴承振动幅值和承载能力,严重时将导致静压推力轴承摩擦副接触失效,影响立式数控装备的加工精度和运行稳定性。为了避免此现象发生,本文根据润滑理论和摩擦学原理对恒流环形腔多油垫静压推力轴承油膜刚度进行研究,分析润滑油粘度、工作台旋转速度和承载重量等因素对油膜刚度的影响规律,并进行了实验验证。结果表明:润滑油粘度对油膜刚度有一定的影响,考虑粘度变化时油膜刚度大,计算结果相对精确。空载和承载工况条件下,随着旋转工作台转速增加,间隙油膜变薄,油膜刚度变大。相同旋转速度条件下,承载时油膜厚度小于空载时油膜厚度,承载时油膜刚度大于空载时油膜刚度。理论计算结果与实验值吻合较好,所得结论可为静压推力轴承油膜厚度控制系统设计提供理论依据,提高立式数控加工装备运行稳定性。     

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。     

波动载荷下频率对液体静压支承系统的影响

利用CFD-ACE+对液体静压支承进行数值模拟,并与理论公式进行对比,得到的流场结果与实际相吻合;同时揭示了波动载荷作用下,频率对液体静压支承系统动态特性的影响.结果表明:波动载荷作用下,频率对油膜厚度、承载力以及动刚度有不同程度的影响.这也为液体静压支承的可靠性设计提供了依据.     

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。     

波动载荷下静压支承油膜的数值仿真

为了进一步优化静压支承系统的设计并为其安全运行提供依据,根据实际工程中的液体静压支承系统,运用CFD-ACE+建立了系统中油膜的数值模型,并进行波动载荷下动态数值模拟计算.根据计算结果,并对比理论公式,详细分析了在波动载荷下油膜承载力与刚度的变化特性以及供油速度对其变化特性的影响.结果表明:惯性作用使油膜厚度及承载力对载荷变化的响应存在一定延迟,并且该延迟受供油速度影响;油膜承载力随厚度的变化关系在载荷增大与减小的过程中并不重合;油膜刚度在载荷达到最大值与最小值时最不稳定.     

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.     

双圆弧谐波减速器共轭啮合区混合润滑分析

为了给轮齿啮合区的加速寿命试验提供理论依据,更好地指导产品优化设计,以某型号谐波减速器为分析对象,基于包络理论求出柔轮与刚轮的齿廓方程,分析了啮合点的曲率半径、卷吸速度以及啮合区受载情况,综合考虑啮合区的宏观几何、真实表面粗糙度等因素,建立了柔轮与刚轮啮合区的混合润滑模型,通过分析润滑区膜厚比、摩擦因数等参数,定量研究了转速和温度对润滑性能的影响.结果表明:转速越高,平均油膜厚度和膜厚比越大,接触载荷比和接触面积比越小,润滑性能越好.当转速高于2 200 r/min时,啮合区由边界润滑变为混合润滑,接触载荷比和接触面积比较50 r/min时减小90%以上,摩擦因数减小一半以上,将转速控制在2 200 r/min以上有利于改善润滑状况;随着啮合区温度的升高,平均油膜厚度和膜厚比逐渐减小,接触载荷比和接触面积比逐渐增大,润滑状况逐渐变差.温度为60℃时,摩擦因数较10℃增加一倍以上,接触载荷比和接触面积比增加一倍以上,需严格控制谐波减速器工作温度在60℃以下.     

Zigbee在油田输油站中的应用

Zigbee是一种专为低成本、低速率和低功耗传感器控制网络设计的无线网络协议.介绍基于IEEE 802.15.4的无线网络协议Zigbee的主要特征,利用CAN总线控制器的ARM微处理器LPC2294和Chipcon公司的CC2420实现基于Zigbee的无线网络应用,并给出该无线传感器网络在油田输油站中的应用.     

NMP抽提研制橡胶填充油

为了研制符合一定标准的橡胶填充油,以N-甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂对润滑油溶剂精制过程中的副产物抽出油进行抽提.主要考察了抽提温度和质量剂油比对橡胶填充油的质量和收率的影响.研究结果表明：当剂油比一定时,随着温度的升高,产品收率上升,芳香烃含量下降;当温度一定时,随着剂油比增大,产品收率先下降后上升,芳香烃含量先上升后下降.综合考虑产品的质量和收率,本实验范围内较适宜的操作条件为：抽提温度60 ℃,质量剂油比1.0.在此条件下,产品收率为72.04%,芳香烃组分的含量为44.17%,符合某些企业橡胶填充油的使用标准.     

以菜籽油为基础油的绿色润滑剂制备

以菜籽油为原料,通过环氧化、酯交换反应对菜籽油进行改性,制备一种绿色润滑剂基础油环氧脂肪酸甲酯;并对菜籽油和改性菜籽油的结构进行红外表征;同时测定其抗氧化、摩擦、微生物降解和其他理化性能.结果表明：最终产品环氧脂肪酸甲酯的碘值为3.6;最大无卡咬负荷PB值达到333 N;运动粘度为9.6 mm2/s,且具有较强的生物降解能力.红外光谱证明了改性后的菜籽油中存在环氧键和甲酯基团.     

Combustion characteristics of Daqing oil shale and oil shale semi-cokes

Thermo-gravimetric-analysis (TGA) was used to analyze the combustion characteristics of an oil shale and semi-cokes prepared from it. The effect of prior pyrolysis and TGA heating rate on the combustion process was studied. Prior pyrolysis affects the initial temperature of mass loss and the ignition temperature. The ignition temperature increases as the volatile content of the sample decreases. TG/DTG curves obtained at different heating rates show that heating rate has little effect on ignition temperature. But the peak of combustion shifts to higher temperatures as the heating rate is increased. The Coats-Redfern integration method was employed to find the combustion-reaction kinetic parameters for the burning of oil shale and oil shale semi-coke.     

原油产地对基础油性能的影响

在实验室对西江、阿曼、萨里尔、陆丰4种原油的360～540℃馏份段进行实沸点蒸馏切割试验,得到各原油的减压馏份,并每20℃收集一段馏份,然后以各馏份油为原料在实验室进行酮苯脱蜡、溶剂精制试验进一步得到精制油.通过试验分析,考察了这4种原油不同馏份段润滑油基础油的性能特点,研究了不同原油性质与基础油质量之间的关系,并总结归纳了西江、阿曼、萨里尔、陆丰原油生产基础油的能力.研究结果表明,原油性质与基础油性能直接相关.     

Structure-modification and oil pick-up ability of PHBV as oil sorbent materials

The PHBV (β-hydroxybutyrate-co-β-hydroxyvalerate) foams as oil sorbent materials, which were prepared by salting out method based on PHBV and chloroform additive and their oil pick-up abilities were investigated. And the oil pick-up abilities of different PHBV foams as oil sorbent materials were compared. The results show that with the amount of chloroform additive and sodium chloride increasing, the oil pick-up rates, the oil-keeping rates and the second oil pick-up rates of PHBV foams can increase to different extent. When the amount of sodium chloride was 92%, the ratio of PHBV to chloroform was 1 (g): 14 (mL), the oil pick-up ability of the PHBV foam was optimal. And their oil pick-up ratios can reach 25.51 (26℃) and 27.51 g/g (17℃) in raw oil, which were 4-5 times more than those of PHBV powder. In addition, the structure-modified PHBV as oil sorbent materials also has some advantages, such as three-dimension structure, bio-degradability and good oil pick-up ability, so this kind of green oil s     

超声波辅助萃取油泥回收原油的试验研究

针对舟山地区油轮产生的油泥,采用超声波辅助萃取法对油泥进行处理,回收原油.实验研究了超声波频率、超声波功率、水浴温度、超声波作用时间等参数对萃取效果的影响.试验结果表明：相对于其他频率,28 kHz的超声波频率更有利于提高油泥的原油回收率;当水浴温度从25 ℃升到55 ℃时,原油回收率从93.89%增加到97.60%;当超声波功率从0提高到600 W时,原油回收率从75.71%提高到97.55%;当超声波作用时间为15 min时,原油回收率即可达到最大值.通过试验得出超声波辅助萃取的最佳工况为：15 min,150 W,28 kHz,55 ℃.在此工况下,油泥含油率从处理前的51.74%降低到1.25%,原油回收率为97.58%.与传统的萃取法(原油回收率为80.05%)相比.超声波辅助萃取法的原油回收率提高了17.53%.     

采油油管电加热技术在高凝油开采中的应用

提出了一种利用油管和套管作为发热体直接加热油管内原油的方法.电能由三相配电变压器经AC DC AC逆变电路输出传送到油管，经油管下部的油套管接触器连接到套管，形成一个完整的回路.利用油管做热源体，将电能转化成热能直接加热井筒内的液体.该方法可以有效解决电网扰动和高凝油开采油管结蜡问题.     

大庆外围油田油井试油产量和试采产量的关系研究

试油产量和试采产量是指导探井试采工作的重要参数,针对大庆外围油田的试采井的试油资料和试采资料,从Darcy定律和J．Dupuit公式出发,得到葡萄花油层和低渗透的扶杨油层试油产量和试采产量之间的关系,并通过生产实际验证,为合理制定稳产方案提供有效依据。     

驱油剂对模拟油水体系稳定性的影响

研究了驱油剂对模拟三元复合驱采出水油水分离性能、油滴Zeta电位、界面张力、流变性及油滴粒径的影响。HPAM提高体相粘度和油滴Zeta电位,促进油滴聚并,对界面张力和粘弹性模量影响不大,随着其浓度的提高,模拟采出水的稳定性先减小后增强;表面活性剂提高Zeta电位,减小界面张力和粘弹性模量,并阻碍油滴聚并,随着其含量的增加,稳定性显著增强;碱提高Zeta电位,减小界面张力和粘弹性模量,随着其含量的增加,稳定性先增强后减弱。