基于两相流三油楔滑动轴承的油膜特性分析

运用CFD模拟软件中的多相流模型、SST湍流模型求解Navier Stokes 方程,研究三油楔滑动轴承的油膜特性。建立三油楔滑动轴承的几何模型,通过合理的网格划分,采用CFD软件计算分析三油楔滑动轴承中3个油楔内润滑油的油膜特性及其气穴分布特点,研究转速、润滑油黏度对润滑油气化的影响,并与未考虑两相流的三油楔轴承的油膜特性进行对比分析。结果表明：两相流模型更能真实反映实际的油膜特征;转速高、润滑油黏度大越容易产生气化现象;黏度对主承载区的影响较大,而转速对非主承载区的影响较大。     

卧式水电机组局部多油楔径向滑动轴承研究

针对卧式水电机组用径向滑动轴承载荷日益提高的现状,设计一种局部多油楔瓦面结构的径向滑动轴承。通过联立求解膜厚方程、雷诺方程、密度方程、黏度方程、能量方程和固体热传导方程等,获得轴承的热流润滑特性,并与椭圆径向滑动轴承的热流特性进行对比。结果表明,局部多油楔径向滑动轴承具有较大的动压承载区域和较小的油膜压力梯度以及较低的油膜温升,可以大幅度提高轴承的承载能力。     

柱面弧形油楔推力滑动轴承数值分析

提出一种新型结构的柱面弧形油楔推力滑动轴承。该结构推力滑动轴承具有便于加工、正反转承载能力相同等优点。运用有关流体润滑理论,建立数学模型,通过离散化进行数值求解,详细研究了该轴承主要结构参数对轴承润滑性能的影响规律,得出最佳结构参数范围,为其结构设计提供了理论支撑。     

不同预负荷对椭圆滑动轴承的静动特性的影响

流体动压径向滑动轴承以润滑油为工作介质实现重载转子的润滑,在重型和大型以及超大型机械中应用广泛。建立椭圆滑动轴承的径向流体动压滑动数值模型,通过Dyrobes软件分析不同预负荷条件下椭圆滑动轴承对油膜刚度与阻尼、油膜压力、Sommerfeld数和雷诺数、摩擦功耗的影响。分析表明适当的增加预负荷能改善润滑条件,第二油楔面的形成有利于增加转子的稳定性。上述分析结果对椭圆滑动轴承的设计提供了设计参考依据。     

计入供油压力的螺旋油楔动压滑动轴承动静特性分析

对螺旋油楔动压滑动轴承的动静特性进行了研究、联立求解雷诺方程、油膜厚度方程和速度方程等,运用有限差分法计算得出有无考虑供油压力情况下,轴承的动静特性参数.结果表明:供油压力使滑动轴承的油膜压力总体上有所提高;供油压力对轴承的刚度系数和阻尼系数都有不同程度的影响;供油压力的存在加快了流体质点的运动,这对于改善轴承的润滑性能非常有利.因此,研究螺旋油楔动压滑动轴承的动静特性必须计入供油压力的影响.     

压黏效应对螺旋油楔动压滑动轴承特性的影响

对螺旋油楔动压滑动轴承进行了研究,推导出了斜坐标系下雷诺方程、油膜厚度方程和速度方程的有限差分公式.在此基础上,建立了考虑压黏效应的螺旋油楔动压滑动轴承的雷诺方程式.运用有限差分法,计算得出有无考虑黏压效应情况下,轴承的动静特性参数.结果表明:压黏效应使滑动轴承的油膜厚度有所提高,油膜压力、承载力和端泄量有所减小;压黏效应对轴承的刚度系数和阻尼系数、流线分布、摩擦阻力和温升都有不同程度的影响,是分析螺旋油楔动压滑动轴承动静特性的一个不可忽略的因素.     

椭圆滑动轴承油膜特性的两相流分析

采用CFD模拟软件中的多相流模型研究椭圆滑动轴承的油膜特性。建立椭圆滑动轴承SST湍流模型和Mixture两相流模型,分析椭圆滑动轴承的油膜特性及其气穴分布特点,对比分析考虑两相流和未考虑两相流的椭圆滑动轴承的油膜特性,验证新计算模型的正确性,并研究各种影响因素对润滑油气化的影响。结果表明:两相流模型比单相流模型更能真实反映椭圆滑动轴承的实际油膜特征;随偏心距的增加、转速的升高,气化现象越明显,且高黏度润滑油更容易产生气化现象;椭圆滑动轴承第二油楔内的润滑油比第一油楔内的润滑油更易出现气化。     

织构分布对动压滑动轴承油膜压力的影响

以动压滑动轴承为研究对象,根据流体动压润滑原理,建立圆形微凹坑织构化动压滑动轴承油膜数学模型,推导织构化滑动轴承油膜厚度修正公式;结合Reynolds方程有限差分法的求解方法,分析全织构和织构化参数(间距、深度)对动压滑动轴承圆周方向压力分布的影响。结果表明:分布在轴承上的全织构会引起油膜压力的变化;织构位于不同的位置时对圆形微凹坑织构滑动轴承的油膜压力的影响是不同的,对于不同间距和深度的织构,当织构位于升压区时,动压滑动轴承具有较好的润滑、承载性能,而织构位于降压区和全织构时不利于轴承承载。     

轴线偏斜对可倾瓦推力轴承润滑性能的影响

轴偏斜是实际运行推力滑动轴承中普遍存在的现象,轴心线的偏斜是造成推力轴承失效的主要因为之一.建立可倾瓦推力滑动轴承弹性流体动压润滑的计算模型,计算5组不同轴偏斜角下的轴承润滑性能,并将其与未偏斜时的润滑性能作对比.结果表明,轴偏斜造成每块瓦的油膜厚度、压力分布、瓦面温度均不相同,其中对油膜厚度、压力分布影响很大,对瓦面温度分布影响较小;在全膜润滑状态下,微小的偏斜角变化会造成最小油膜厚度和最大压力明显的变化,但瓦面最高温度变化很小.     

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。     

静压技术在机修中的应用

在改造老设备中,我们对苏制重型卧式车床1680及1660的主轴轴承进行了静压技术改造。这两台车床的主轴轴承原设计是上下两半瓦的动压轴承。它是依靠主轴在旋转时形成油楔进行润滑,其油膜强度与主轴承载及转速有关。在重载荷低转速的情况下,油楔不易形成,     

新型动静压差速转台无负压条件下油膜温升特性

新型动静压转台运转过程中,静压腔外槽区可能出现负压使得动压油楔供油不足,影响油膜温升特性分析的准确性。为准确研究转台油膜的温升特性,通过FLUENT计算不同供油压力条件下,不同油膜厚度在静压腔外槽区不产生负压时对应的最大转速,并利用MATLAB拟合出相应的最大转速-膜厚曲线,得出随着油膜厚度和供油压力的增大,油膜在静压腔外槽区不产生负压时所能达到的最大转速均逐渐增大的结论。在保证对动压螺旋油楔供油条件下,研究转速、供油压力和油膜厚度对油膜温升特性的影响。结果表明:转速对油膜温升的影响较明显,随着转速的升高油膜温度逐渐升高;随着油膜厚度和供油压力的增大,油膜温度逐渐减小,而且油膜厚度和供油压力越大,低转速时油膜温升越不明显。     

气穴和热效应影响下高速动压滑动轴承静特性研究

针对高速动压滑动轴承实际工况,引入气油两相流密度模型和黏温关系,建立变密度、变黏度的Reynolds方程和能量方程及相应边界条件。采用有限差分法联立求解,得到不同转速、含气率、偏心率下油膜的温度分布、压力分布、密度分布及各静特性参数。结果表明:计入气穴和热效应影响时,油膜的最大压力、承载力、摩擦力均减小,端泄量增大,且转速越高、含气率和偏心率越大,影响越明显。     

机床主轴滑动轴承油膜压力分布的测量

本文介绍虚用电阻应变片测量滑动轴承油膜压力分布的方法,给出了压力传感器的结构形式,尺寸和定标方法。经试验表明:此方法具有测量线路简单、稳定,安装、调整方便,传感器制造容易等优点,适用于成形油楔动压轴承,可倾瓦动压轴承及动静压滑动轴承油膜压力分布的测量。     

多瓦可倾瓦径向滑动轴承热润滑性能分析

考虑变黏度、密度的情况,建立多瓦可倾瓦径向滑动轴承的数学模型,用有限差分法求解其热流体动力润滑(THD)模型,分别计算12块瓦可倾瓦径向滑动轴承的最小油膜、压力分布和三维温度场分布,分析不同载荷、不同转速、不同润滑油黏度等对轴承各瓦的热润滑性能影响。结果显示,建立的模型及其计算程序能计算分析多瓦可倾瓦径向滑动轴承的热润滑问题。润滑油黏度和转子转速对多瓦可倾瓦径向滑动轴承的热润滑性能有较大的影响;瓦块绕支点的倾斜以及瓦块所处的角度位置会影响部分瓦块的热润滑性能,出现与普通圆形径向滑动轴承不一致的润滑性能变化。     

砂轮架主轴支承与滑动轴承的装配工艺探究

对磨床砂轮架主轴支承类型及应用进行论述,载荷不大、转速不高的砂轮架,广泛使用多油楔动压滑动轴承,尤其是三片瓦式动压滑动轴承支承;对于高速、中高载荷的磨床砂轮架主轴采用滚动轴承支承。并通过实例,对短三片瓦式滑动轴承的结构、工作原理、技术要求进行分析,制定了不同用途磨床砂轮架的滑动轴承装配调整工艺及注意事项,为动压滑动轴承的装配调整提供了可行的工艺。     

考虑混合润滑的飞机燃油泵径向滑动轴承静特性分析

针对飞机燃油泵径向滑动轴承润滑油黏度极低、润滑油膜形成难、表面易磨损等问题,通过综合考虑紊流、热效应、质量守恒、温黏效应及混合润滑边界等因素,建立轴承的热流体动力学润滑分析模型,采用有限元方法联立求解雷诺方程、能量方程、接触方程得到轴承的静态特性,研究轴承间隙比、宽径比、转速、载荷、进油温度等对轴承静态润滑性能如油膜厚度和油膜压力的影响规律。结果表明：由于航空煤油动力黏度低,造成轴承的浮起转速高（大于5 500 r/min）,极限承载力低（小于37 N）、油膜厚度过低;降低进油温度、适当减小间隙,增加轴瓦宽度有利于增加油膜厚度,提高轴承可靠性。研究结果对飞机燃油泵径向滑动轴承设计与运行维护具有一定的工程借鉴价值。     

考虑润滑油黏温效应的动压滑动轴承性能分析

滑动轴承的相关研究很多都基于等黏度的情况下,这与轴承的实际工作情况有较大的出入。使用计算流体力学FLUENT通过编写的黏温方程UDF程序进行动压滑动轴承润滑油黏度的计算,并考虑黏温效应对动压滑动轴承性能的影响,比较等黏度与变黏度情况下动压滑动轴承的油膜压力与承载力、油膜的轴向与周向温度分布。结果表明:在考虑黏温效应条件下,轴承的承载力、油膜压力、摩擦力均小于定黏度条件下,这是由于温度升高导致黏度降低,从而减小了油膜静压力和承载力;在轴承轴向方向上,从油膜中心位置向两端部,油膜温度逐渐升高;在轴承圆周方向上,从收敛区到发散区,油膜温度先升高后降低,油膜温度峰值出现在轴承发散区的端部位置。     

考虑弹性变形和黏压黏温效应的推力滑动轴承润滑性能有限元分析

应用COMSOL Multiphysics对考虑弹性变形和黏压黏温效应的推力滑动轴承建立有限元模型,并进行数值仿真模拟。结果表明:初始入油温度的增大使润滑油黏度迅速下降,但对油膜压力影响很小;载荷的增大使油膜压力增大明显,油膜压力峰值向出口区移动,在轴瓦上产生较大变形;转动速度的增大使油膜厚度增加,有利于产生流体动压,但摩擦功率损失很大;存在使油膜压力峰值最小,且压力分布均匀的最佳倾斜角。     

核主泵无顶油惰转推力轴承磨损研究

本文介绍了核主泵在无高压油顶起推力轴承推力瓦的工况下,惰转停机过程推力轴承的磨损规律研究。基于雷诺方程分析,推力轴承流体动压润滑的油膜压力及油膜厚度变化规律,惰转停机过程分为流体动压润滑阶段、不连续流体动压润滑阶段和边界润滑阶段。核电厂全厂断电(SBO)工况下,核主泵无高压油轴承顶起系统对于选用传统的金属材料摩擦副推力轴承会有较大磨损概率,因此应采取必要措施确保核电站的运行经济性和可靠性。本文提出了轴封式核主泵用油润滑双向推力轴承所采用的新型自润滑复合材料摩擦副,从根本上解决SBO工况下推力轴承摩擦副的磨损,停机后可以再次启动核主泵并稳定运行。