空间光学调制器中轴承的润滑及密封研究

对空间紫外光谱仪中转动部件,即光学调制器系统支撑轴承的润滑及密封进行设计和研究。在真空环境下(10-3Pa),采用固体润滑和油润滑2种润滑方式进行轴承寿命试验。结果表明,当轴承采用MoS2固体膜润滑时,轴承转动到108转量级后,轴承动态摩擦力矩增大,转速急剧下降;采用扫描电子显微镜和能量色散谱(EDS)分析轴承工作表面,验证轴承工作表面有转移膜的形成。当轴承采用油润滑时,对轴承的润滑状态、机械密封结构及润滑油的泄漏量进行设计和计算表明,用非接触的组合式机械密封机构,能够降低油耗,减少润滑油对光学系统的污染,提高仪器的性能和指标,从而可以实现空间转动部件长时间工作的要求。     

考虑热效应的角接触球轴承弹流润滑数值分析

建立角接触球轴承的几何和数学模型,通过求解考虑热效应的Reynolds方程,对角接触球轴承的弹流润滑问题进行数值模拟,得到角接触球轴承的点接触热弹性流体动力润滑完全数值解,分析了考虑热效应时角接触球轴承的几何参数(接触角、吻合度、径向游隙等)、速度及载荷对压力和膜厚的影响。结果表明:设计角接触球轴承时,尽量提高内圈与球体在轴向方向的吻合度以有利于润滑油膜的形成,在轴承整体参数不变的情况下选择较小的节圆直径,可改善轴承润滑;从弹流润滑角度讲,选择合适的球体直径可使压力、膜厚、温度处于合适范围内,改善轴承工作情况;适度提高轴承的运转速度将有利于润滑油膜的形成,从而延长轴承使用寿命。     

螺旋式叶轮及导叶的水力设计及性能试验研究

螺旋式叶轮是立式泵用油润滑大容量推力轴承组件中的关键部件。叶轮运转时,该螺旋叶轮驱动轴承润滑油系统中的润滑油循环流动,为主推力瓦、副推力瓦与推力盘之间提供所需的润滑油,使其形成油膜,避免瓦块与推力盘之间发生干摩擦而损坏轴承,同时带走轴承产生的热量以冷却轴承。本文通过该螺旋叶轮及导叶的设计及试验研究,利用试验装置测试水力性能,并考虑不同温度下因粘度发生变化而对润滑性能产生的影响。经过对试验结果的分析,证明其水力特性满足推力轴承对润滑油系统的要求。     

考虑结构约束时油气润滑高速角接触球轴承的温升特性

针对角接触球轴承生热和热传递机理研究中存在的冷却/润滑系统影响考虑不充分,轴承很少考虑特定的结构约束等问题,考虑高速主轴工作时结构约束,轴承的结构特性,冷却/润滑等气/液特性对热传导、换热和散热特性的影响,研究油气条件下高速角接触球轴承的温升特性。基于广义Ohm定律建立高速角接触球轴承热网格模型,采用Gauss-Seidel法进行节点温度计算。该模型可预测高速角接触球轴承温度场中任一点温度,并通过试验验证了所建模型的合理性。     

基于中介轴承润滑性能改善的新结构研究

针对某型航空发动机中某中介轴承润滑和冷却性能较差的情况,采用计算流体动力学有限元技术对其原因进行了分析。在此基础上,提出了两种轴承润滑系统的新结构方案,并进行了润滑系统新结构的滑油流场仿真分析。研究结果表明,新结构可以在很大程度上增大润滑油的流动强度,提高润滑系统向轴承的供油量,改善中介轴承的润滑性能,为进一步的试验工作和中介轴承润滑系统的改型设计提供了分析基础。     

高速角接触球轴承油气润滑温升特性研究

油气润滑系统广泛应用于高速滚动轴承,油气润滑条件下轴承温升特性与温度场分布是影响轴承极限转速与动态工作稳定性的重要因素.基于高速滚动轴承摩擦学与两相流理论,以角接触球轴承为研究对象,建立了油气润滑条件下轴承与流体域之间的流固耦合模型.利用流体仿真软件Fluent对油气润滑条件下高速角接触球轴承与流体之间的传热方式及温度场分布进行了数值模拟分析,得到了轴承与轴承腔体的温度场分布.并进一步研究了供油量、润滑油粘度、轴承转速和载荷对轴承温升的影响,得到了油气润滑参数等与轴承温度场热平衡之间的关系.结果 表明:轴承转速与径向载荷是影响高速滚动轴承生热量与温升的主要因素,轴承内部温度场分布不均匀,对于特定工况存在最佳供油量与润滑油黏度使轴承温升最小.     

流量继电器故障的排除

M1040无心磨床润滑系统如图所示。该系统专门用于磨削轮主轴的润滑,由离心泵1供油。润滑油经滤油器2过滤进入磨架3,在回油路上设有流量继电器8,在开动磨削轮前,首先启动润滑泵,使润滑油进入主轴轴承后,再通过流量继电器流回油池。其原理是利用回油使浮筒5向上接通水银开关,此时磨削轮才能启动工作,保证磨轮与润滑系统有可靠的联锁。     

角接触球轴承内圈织构设计及对油气润滑两相流的影响

针对角接触球轴承油气润滑中内圈润滑油含量少和保持性差的问题,提出在轴承内圈滚道设计圆凹坑形表面织构的润滑增效方法。基于气液两相流模型和多重参考系方法,建立内圈织构化角接触球轴承腔内油气两相流数值分析模型,分析内圈织构对轴承油气两相流动及润滑增效的影响。结果表明：织构化轴承可以显著提高润滑油在内圈的保持量,同时改善轴承腔内润滑油分布不均的状况;在微织构附近油气两相流动更不规则,所产生的压力梯度和速度梯度有利于提高气液两相膜的承载力;随着轴承转速的升高,内圈织构润滑增效效果相对减弱;随着供油量的增加,内圈织构润滑增效效果更加显著。     

动车组齿轮箱润滑流场及压力场计算分析

齿轮箱内部的润滑油运动轨迹对机械旋转部件的功率传递和冷却性能有着重大影响。基于自主研制的高速齿轮箱,对润滑油流场和压力场进行仿真分析,利用RNG k-ε端流模型理论对连续方程、流量方程、湍动能方程和湍动能耗散率方程进行解算。对齿轮箱模型进行适当简化,采用动网格理论和PRESTO离散方法开展仿真分析,并对不同工况的计算结果进行对比分析。通过分析获得轴承进油孔质量流量分布特征,以及轴承润滑流道中润滑油的实际油量,为后续轴承润滑最佳注油量的定量分析,以及齿轮箱结构设计和系统改进提供理论参考。     

内燃机车润滑油泵机油压力低的故障分析及排除

东风4型内燃机车润滑油泵是为保证机车柴油机曲轴、连杆、凸轮轴等重要部件得到良好润滑而设计的高流量、斜齿轮油泵,结构见图1。润滑油泵机油工作压力低,轻者造成柴油机碾瓦,重者会使曲轴、连杆等重要部件折断,机体损坏,损失可达上百万元。笔者在检修过程中发现,润滑油泵锁紧部件设计及装配工艺不合理,是造成机油工作压力低的主要原因。通过诊断、分析,并采取相应措施后,基本上消除了润滑油泵压力低的故障。     

角接触球轴承流固耦合仿真分析

角接触球轴承在运行过程中的润滑状况至关重要,润滑油直接影响滚动轴承的接触状态。为分析角接触球轴承的润滑状况以及考虑润滑时轴承的机械特性,基于有限元和晶格玻尔兹曼方法,建立了双向流固耦合轴承仿真模型,对角接触球轴承进行动力学有限元仿真和润滑流体仿真,并与轴承拟静力学理论计算结果进行对比,验证模型的准确性。分析结果表明,保持架与滚珠接触并撞击,在轴承腔内油膜压力最大,滚珠与内圈、外圈滚道接触区分别为第二、第三大油膜压力区。润滑油受滚珠公转影响,沿着滚珠转动方向流动,实现对滚珠与内圈、外圈和保持架之间的润滑。滚珠运动和最大接触应力仿真结果与轴承拟静力学理论求解结果一致,即流固耦合仿真模型计算轴承机械特性具有较高的准确性。     

润滑油参数对角接触球轴承动力学特性的影响

考虑弹流润滑作用建立了角接触球轴承动力学分析模型,并以7004角接触球轴承为例,分析了润滑油参数对轴承动力学特性的影响。结果表明:在理想工况下,润滑油黏度对轴承加速过程影响较大;在实际工况下,润滑油初始黏度增大,轴承加速性能降低,在相同黏度下,密度增大,轴承加速性能也会降低。     

稀油润滑的立式混流泵

国产立式混流泵传统采用水润滑橡胶轴承。根据某些用户的特殊介质条件要求（例如水中含砂或现场无清洁水源），研制了采用稀油润滑轴承的产式混流泵。解决了稀油润滑系统的关键即润滑油的密封问题。概述了油系统结构，轴承设计，轴承材料，密封形式等，油润滑系统装在泵上历经试验，运转成功。     

高速角接触球轴承速度性能试验研究

以内圆磨床砂轮轴中定压预紧成对串列背对背安装的角接触球轴承为例，通过试验研究了结构型式，润滑参数和润滑油对高速性能的影响，研究结果为高速轴承的设计和应用，以及润滑参数的选择提供了依据。     

柴油机润滑系统的预防性维护

润滑系统的功用是向发动机各运动摩擦副提供清洁、充足的润滑油。它能否正常工作直接影响发动机的使用性能和寿命,因而做好柴油机润滑系统的预防性维护工作是十分重要的。下面以ZL50型装载机的6135K-9a型柴油机为例,介绍柴油机润滑系统的预防性维护。柴油机主要运动件的摩擦副表面依靠压力和飞溅方式润滑,压力润滑油由齿轮式机油泵提供,经粗滤和冷却后进入各运动件的摩擦副进行润滑,飞溅润滑靠曲轴旋转将连杆轴承中泄漏的润滑油带起而达到润滑的目的。     

考虑不同加速工况的滑动轴承的启停性能分析*

滑动轴承的摩擦磨损主要发生在启停阶段。为了研究启停工况下的滑动轴承的摩擦学性能,建立一种面向径向滑动轴承的混合润滑数值分析模型。采用质量守恒边界条件的雷诺方程求解流体压力,采用Greenwood和Tripp接触模型预测固体表面接触,而通过Johnson载荷分配概念将润滑模型和接触模型联系起来,从而实现对滑动轴承在启停工况下从混合润滑过渡到动压润滑的摩擦学行为分析。利用该模型,研究轴承系统在启停阶段从边界润滑、混合润滑到动压润滑演化过程中的摩擦学性能;以径向滑动轴承系统为例,结合不同的轴承转速变化函数,分析轴承加速对轴承启停性能的影响;同时研究工作工况、润滑油温度、轴承的结构参数对轴承启停性能的影响。结果表明：轴承启动加速度在合理范围内越大越好,能使轴承更快进入动压润滑;较高的转速、较低的润滑油温度和较大的径向轴承间隙能使轴承拥有更好的启停性能。     

负载和润滑对设备冷却水泵轴承的影响

以核电站设备冷却水泵（以下简称设冷泵）为例，比较深入地分析了负载和润滑对轴承寿命和温度的影响，提出了润滑油选择比较有效的方法，对轴承的报警和停泵温度设定提供了依据。     

浅谈整体式天然气压缩机润滑系统的故障分析与处理

整体式天然气压缩机润滑系统是一个飞溅、油浴、压力、人工润滑的混合润滑系统。通过润滑系统中的飞溅方式提供润滑油给曲柄连杆机构、卧轴传动机构各部件。注油器传动箱中的油浴系统则供给传动齿轮及调速器的润滑。动力缸及压缩缸内壁以及填料的润滑则由注油器泵进行压力润滑。此外,冷却器风扇轴承则采用定时注入机油进行润滑。本系统还包括注油器、曲轴箱及各油管路等。如果润滑系统出现故障,就如同人的血液系统出现问题一样,机组没有良好的润滑就会造成各运动副出现干摩擦甚至烧坏,给机组造成极大损伤。     

表面织构对角接触球轴承润滑性能的影响

为研究油气润滑状态下表面织构对角接触球轴承润滑性能的影响,在角接触球轴承的内圈滚道上设计表面织构,基于气液两相流理论,采用多重参考坐标系(MRF)模型和流体体积(VOF)法,对高速角接触球轴承腔内润滑油流动特性进行数值分析,对比分析长沟槽、短沟槽、矩形、圆柱形4种表面织构对角接触球轴承润滑性能的影响,发现长沟槽形的表面织构对改善角接触球轴承的润滑性能效果最为显著,并进一步分析长沟槽形表面织构结构参数对轴承润滑性能的影响。结果表明：轴承腔内油相体积分数随着沟槽深度和面积率的增大先增大后减小,随着沟槽宽度的增加逐渐增大,存在最佳织构参数使得轴承腔内油相体积分数最大。因此,合理地设计织构参数能有效提高角接触球轴承润滑性能,该研究结果对角接触球轴承表面织构设计具有一定的参考价值。     

四线接触轴承滚子疲劳寿命试验机的技术改进

针对某型轴承滚子四线摩擦副滚动接触疲劳寿命试验机存在滚滑现象及润滑冷却效果不佳等问题,对其驱动系统和冷却系统加以改进。采取三轴同步驱动代替原有的两轴驱动,以降低各滚子接触副之间的滑动,实现纯滚动接触;采用进油口风冷与双侧喷油润滑,有效提高了润滑油冷却与各接触副润滑的效果。对比试验表明:在相同试验工况下,各滚子接触副之间的滚滑现象明显降低,试验温升也显著降低,冷却与润滑效果改善,试验机运行稳定。