熔盐泵轴承风冷系统的设计与性能分析

熔盐泵是熔盐介质的输送泵,介质温度可高达600℃,对轴承的长周期稳定运转有较大影响。设计了熔盐泵轴承风冷系统,分析自下而上和自上而下两种冷却方向对轴承温升的影响。应用ANSYS CFX软件估算风冷系统的冷却风量,并对风扇周围及熔盐泵轴承箱体内外流场流线与温度分布进行稳态传热分析。     

太阳能光热电站高温熔盐泵研发

高温熔盐泵是一种液下长轴泵，用于输送温度高达400～700℃的熔融盐，是太阳能光热发电的核心部件，其稳定性、可靠性是保证储热系统安全运行的关键，但其关键技术掌握在国外厂家手中，我国仍无法实现国产化。为解决高温熔盐泵的关键“卡脖子”技术，为高温熔盐泵的研发与优化提供参考，基于ANSYS-CFX计算软件，以太阳能光热电厂高温熔盐泵为研究对象，针对其在实际运行中的工况与水力特性，从三维设计、数值模拟、水力分析三方面入手，通过应用有限元对高温熔盐泵进行应力应变强度分析、温度场耦合分析、模态分析以及转子动力学分析。针对分析结果设计了机械密封与上部轴承及其散热机构，并结合试验对高温熔盐泵的水力性能进行了对比分析，对其结构进行了优化，设计出了效率符合要求的高温熔盐泵水力样机，为太阳能光热电站高温熔盐泵的优化设计提供了参考依据。     

熔盐泵现状与展望

简要介绍了熔盐的特点,分析了熔盐泵的选型要求、结构特点、设计中应注意的事项,介绍了熔盐泵的应用领域和国内外生产状况,指出了熔盐泵的发展方向。     

几种低粘度润滑介质下动静压轴承的性能分析

以火箭发动机涡轮泵为典型应用背景 ,研究空间工程低粘度非油润滑滑动轴承 ,运用数值方法计算、分析了多种润滑介质下动压、纯静压、动静压润滑性能 ,结果表明 :就承载能力而言 ,粘度相对较大时动压轴承较佳 ,粘度相对较小时动静压轴承较佳 ,但轴承的选型需综合考虑多项轴承性能及应用的特定要求。文中提供了轴承承载能力、流量、功耗等关键性能参数的计算结果和详细的对比分析 ,为深入研究火箭发动机涡轮泵滑动轴承的可行性提供了基础 ,对其他应用亦有参考意义     

核电用汽动泵轴承超速工况影响下寿命研究

核电站汽动辅助给水泵作为核电站专设安全设施之一，在机组丧失主给水时，作为正常给水的备用，向蒸汽发生器二次侧提供足够流量的给水，导出堆芯余热，事故工况下保障核电厂的安全停堆。根据现场反馈，轴承故障是汽动辅助给水泵故障的主要原因之一，主要故障模式为轴承磨损、涂层脱落等，这与汽动泵滑动轴承的维护更换周期不合适有着必然的联系。为了更精确地确定轴承的维护更换周期，减少由于维护不足或维护过度导致的故障次数，提高机组运行的安全性，基于对汽动泵滑动轴承的运行工况、结构组成、材料属性、现场反馈等信息作为输入，从“工程思维”角度出发，基于可追溯、可查询的方法和数据，从基本额定寿命、可靠性因素、环境影响三个方面考虑，提出一种适用于此类滑动轴承的可靠性寿命计算方法，为滑动轴承现场维修、更换和替代提供参考和依据。     

基于少子样的核主泵电机滑动轴承可靠性研究

为研究一种核主泵电机滑动轴承的可靠性，在少子样无法进行大量整机试验的情况下，分析了核主泵电机滑动轴承的工况，确定了其失效模式并绘制了故障树。采用ANSYS软件仿真分析了轴承重要单元受力情况，求解了单元应力分布，根据应力-强度干涉法，利用蒙特卡罗抽样法得到了单元可靠度；采用数据手册法得到了其他单元的可靠度，并计算得到了轴承的整体可靠度。对少数试制轴承的缩小推力瓦模型样本和原尺寸冷却器展开试验，结果表明该核主泵电机滑动轴承满足工程可靠性要求。     

主泵推力轴承失电惰转失效分析及改进研究

主泵失电惰转对核电站的安全、可靠运行至关重要。文中介绍了轴封型主泵推力轴承的结构特点及工作原理,分析了主泵失电惰转工况推力轴承失效的故障原因和机理,基于轴承故障原因及滑动轴承Stribeck特性曲线,提出了提高推力轴承失电惰转工况运行可靠性的改进措施。综合比较后选择轴承结构设计优化方案进行了试验验证,结果表明改进后的推力轴承满足主泵失电惰转要求。     

滑动轴承接触摩擦故障的状态监测

滑动轴承的代表性故障是轴承与轴颈的接触摩擦故障，在试验台上采用从正常润滑状态逐步向干摩擦状态过渡的方法模拟故障，并利用声发射信号对滑动轴承的工作状态进行监测。结果表明，声发射技术用于滑动轴承的在线状态监测具有很多优越性。     

基于可拓物元的滑动轴承运行状态的综合评价

建立了基于可拓物元的滑动轴承故障诊断模型; 在内燃机摩擦学与动力学试验平台上对滑动轴承的典型磨损状态进行模拟, 并用可拓物元分析模型和层次分析方法对其运行状态进行定性与定量分析计算,实现了滑动轴承运行状态的综合评价.运用可拓物元模型, 能够将故障特征参数的定性判别转化为定量的描述,实例证明其能减少人为因素的干扰,从而准确地确定滑动轴承的故障类型.     

高温熔盐泵的模态计算与分析

为了研究高温熔盐泵的运行可靠性,基于ANSYS Workbench对熔盐泵结构部件分别进行了无预应力和有预应力的模态计算。基于计算结果对熔盐泵的振动特性进行了分析,并对不同相位下转动和静止部件的固有频率和振幅的变化进行了比较。计算结果表明:无预应力时,转动和静止部件的第1阶和第2阶以及第4阶和第5阶固有频率较为接近,且同阶下,静止部件的固有频率远高于转动部件的固有频率;转动部件和静止部件各阶的固有频率均远离主要的激振频率,可有效避免共振的产生;同阶不同相位下,转动和静止部件的固有频率和振幅变化较小,叶轮相位对熔盐泵模态性能的影响可以忽略;有预应力下静止部件和转动部件的固有频率比无预应力下有小幅提升,且转动部件的增幅较高,其幅度为1.35%;转动部件的模态变形主要集中在叶轮端,而静止部件的进出水管变形更为明显。研究结果可为熔盐泵的开发与结构优化提供一定的参考。     

薄壁轴承径向游隙的测量

由于薄壁轴承内、外圈的壁厚比较薄,采用加载方式测量轴承的径向游隙时,容易导致被测轴承的外圈变形,影响径向游隙的测量值。根据薄壁轴承的特点,介绍了无负荷测量薄壁轴承径向游隙的方法,保证了薄壁轴承的质量要求。     

某发动机滑油中断试验轴承失效分析与改进

针对某型发动机压气机前支点轴承在润滑油中断试验时的故障问题,对失效轴承进行宏观、微观检查和金相组织检查,确定轴承的失效为高温磨损失效,主要是由于轴承断油过程中摩擦生热量过高。对轴承进行摩擦生热机制分析,得出在载荷和转速一定时,轴承的摩擦生热与轴承的沟曲率半径、兜孔间隙及引导间隙等参数有关。采用正交试验分析轴承结构参数对轴承生热量的影响,得出增大轴承的内沟半径、引导间隙,可提高轴承的抗断油能力。改进设计的轴承顺利地通过了发动机润滑油中断试验。     

轴向槽轴承的绝热瞬态特性分析

建立了轴向槽轴承性能热流体动力分析的数学模型，应用有限差分法对表示油膜压力的二维雷诺方程及表示油膜温度的能量方程和表示轴颈运动的载荷平衡方程进行了联立求解，并对三轴向槽进行了计算，获得了轴承的每块瓦的压力分布、温度分布及其它轴承静态和动态参数。并根据这些参数对轴向槽轴承的性能作了分析，其结果对该轴承设计具有一定的指导作用，并对运行过程具有预测作用.     

螺旋槽狭缝节流动静压气体止推轴承静态特性

为优化动静压气体止推轴承的承载特性,设计一种具有螺旋槽和狭缝节流器结构的动静压气体止推轴承,采用Fluent对轴承静态特性进行仿真分析,通过改变主轴转速、供气压力,研究气膜厚度、螺旋槽宽度、狭缝厚度等参数对轴承静态特性的影响。结果表明:相对狭缝节流止推轴承,增加螺旋槽结构可以提升轴承的动压效应增强,从而提升轴承的承载力和刚度;相同条件下,气膜厚度越大,轴承的承载力和刚度越小;主轴转速和供气压力增加,承载力和刚度均提升明显;螺旋槽宽度增加,轴承的承载力和刚度先增大后减小;狭缝厚度增大,轴承的承载力先增大后不变,刚度先增加后减小;狭缝深度提升,轴承的承载力减小,刚度先增大后减小。     

多孔质气体止推轴承跨缝过程时变特性研究

针对某大型超平气浮支撑平台上卫星模拟器所使用的多孔质气体止推轴承,在跨越气浮平台的拼缝过程中存在的运动卡滞和自激振动问题,建立多孔质轴承气体润滑理论模型,考察气体轴承的稳态特性;使用有限元法分析多孔质气体轴承通过拼缝时的动态时变特性,并分析压力分布、承载能力、倾覆力矩的变化。结果表明:平台拼缝间隙的存在对多孔质气体止推轴承压力分布造成了较大的影响,导致跨缝过程中其承载能力大幅降低,从而造成轴承表面划伤,因此在轴承的设计选用中应留有较多的承载余量;多孔质气体止推轴承在跨峰过程中,在其运动方向上存在呈正弦波动的倾覆力矩,但对其正常使用不会造成影响。     

轴承结构参数对曲轴主轴承润滑性能的影响

针对曲轴主轴承润滑性能的影响因素研究,建立考虑轴颈直径、轴承宽径比和轴承间隙3种轴承结构参数的曲轴主轴承热弹性流体动力润滑模型,分析不同轴承结构参数下的主轴承最大油膜压力、最小油膜厚度、最高轴承温度和最大摩擦功率损失。计算结果表明：轴承结构参数对主轴承润滑性能有很大影响;当轴颈直径和轴承宽径比变大时,主轴承最大油膜压力会出现减小的情况,最小油膜厚度变大、最高轴承温度升高和摩擦功率损失增加;内燃机主轴承的轴承间隙会随着轴颈直径和轴承宽径比的不同而有不同影响,且轴承间隙对主轴承最高温度和最大摩擦功率损失的影响较为显著。     

超精密空气静压主轴静态性能的数值分析

为了对超精密空气静压主轴静态性能进行数值分析，利用有限元法求解空气静压轴承内的压力分布，计算径向和止推轴承的承载、刚度和供气流量。研究轴承参数对轴承静态性能的影响，提出空气静压轴承的设计准则。推导出精密主轴承载、径向刚度、轴向刚度和角刚度的计算公式。实验证明数值分析是正确的。     

考虑轴颈偏斜的双层径向波箔轴承静特性分析

考虑了轴颈偏斜的影响,建立了双层径向波箔轴承的理论模型。用有限差分法对控制方程进行求解得出静特性参数,分析了轴承数、偏心率、轴承柔性、长径比和轴颈偏斜对双层波箔轴承静特性的影响。结果表明,双层波箔轴承比单层波箔轴承具有更大的承载能力,比刚性表面动压轴承对轴颈偏斜具有更好的适应性。     

带人字槽和轴向微通槽的动静压气体轴承静态特性

设计带人字槽和轴向微通槽的动静压气体轴承,运用FLUENT对其静态特性进行仿真分析,通过改变轴向微通槽深度、偏心率、气膜厚度、供气压力等参数,研究其对轴承刚度和承载能力的影响。结果表明：其他条件不变,偏心率越大,轴承刚度越小、承载能力越大;人字槽可以提升气体轴承的承载能力和刚度,主轴转速越快,动压效应越强,轴承刚度和承载能力越大;随微通槽深度增加,轴承刚度先增大后保持稳定,轴承承载能力先增大后减小,因此当微通槽深度过大时,轴承刚度变化不大,但轴承承载能力会减小。     

复杂轴承流体动力学特性的边界元分析

用边界元方法对复杂轴承中四叶轴承的流体动力学特性进行了分析，得到了轴承润滑区的流场分布、轴颈表面和轴承内表面上的压力分布。结果表明：在四叶轴承的每个尖角处形成了规则的环流，环流的方向与轴颈的旋转方向相反；轴颈表面的压力分布呈周期性变化，压力的最大值在轴承润滑区相对狭窄的区域，但不是最狭窄的区域；轴承四叶所受的压力具有极强的相似性和对称性；轴承所受压力的极大区和极小区恰与轴颈所受压力的极大区与极小区相对应。