摆线针轮传动线接触弹流润滑分析

对摆线针轮线接触弹流润滑进行数值分析,得出啮合过程中最小膜厚,与经验公式对比,验证模型的正确性。以摆线轮θ=arccos K1处润滑状态作为判断依据,研究载荷、转速和流变指数对摆线针轮传动润滑状态的影响规律。结果表明:随着转速提高,二次压力峰高度降低并向入口区移动,膜厚相应增加;而随着载荷增加,接触区变宽,二次压力峰增加且向出口区移动,膜厚略微减小;流变指数n增加,二次压力峰先增加后减小,最后趋近于Hertz压力,并向出口区移动,膜厚相应减小。讨论了短幅系数k1对润滑的影响,表明在满足设计要求情况下,短幅系数k1减小,有利于提高润滑性能。     

启动振动与海浪冲击耦合时变UHMWPE轴承润滑分析

建立了启动过程超高分子量聚乙烯(UHMWPE)轴承的弹流润滑模型。综合考虑加速过程伴随振动与冲击载荷耦合时变效应,数值模拟了UHMWPE轴承不同工况下启动时的润滑情况,以期为实际工况中UHMWPE轴承的安全运转提供参考。结果表明:冲击对压力的影响较大,而振动对膜厚的影响较大。轴法向振动与海浪冲击同周期下,当两者变化一致时,将产生叠加的协同作用,反之则相互削弱。其中负正弦振动对压力和膜厚的影响更为明显。随着加速度的增大,压力随之降低,膜厚随之增大,膜厚增幅变大,振动对压力和膜厚的影响变小。     

轴颈倾斜下船用复合衬层艉轴承混合润滑特性分析及结构优化EI北大核心CSCD

船用艉轴承支撑着悬伸于船外的螺旋桨轴,由于螺旋桨的重力作用,其轴颈中心线不再平行于轴承孔中心线,而是在竖直平面内发生倾斜。轴颈倾斜使轴承膜厚及压力沿轴向不再均匀分布,显著降低轴承承载能力,使之处于混合润滑状态,且易导致碰磨、严重磨损甚至轴瓦烧焦等问题,严重危害轴系服役安全。为提高轴颈倾斜下水润滑艉轴承的性能,改善压力分布,提出了一种采用复合衬层的轴承设计方法,以高分子材料作为承载表面,在高分子承载层与金属外壳之间加入橡胶层,橡胶层为等厚或非等厚结构。在此基础上建立了复合衬层水润滑轴承的混合润滑模型,分析了单一衬层结构、等厚复合衬层结构及非等厚复合衬层结构下的轴承性能。结果表明,对于处于混合润滑状态的水润滑轴承,复合衬层改善了压力分布、降低了摩擦因数和混合润滑状态过渡到流体动力润滑状态时的转速,而非等厚复合衬层对润滑性能具有更显著的改善作用。总结得到非等厚复合衬层轴承最优橡胶层厚的拟合公式,并给出了公式的适用范围,公式形式简洁,便于应用于轴承设计计算。相关工作为船用轴承优化设计和承载能力提升提供了新思路。     

振动冲击对海水润滑塑料轴承时变热弹流润滑的影响

建立了冲击载荷作用下综合考虑热效应和时变效应的海水润滑塑料轴承弹流润滑数学模型;利用压力求解的多重网格法,弹性变形的多重网格积分法及温度求解的逐列扫描技术数值模拟了连续冲击载荷作用下海水润滑膜压力及膜厚的分布;对比分析了正弦周期脉冲及三角形周期脉冲作用下的润滑膜中心压力、中心膜厚及最小膜厚随时间变化的特性;讨论了载荷幅值及脉宽对润滑膜特性的影响。数值计算结果表明,压力的变化周期同载荷的一致,膜厚的变化滞后于冲击载荷及压力的变化;随载荷幅值的增大,压力和膜厚的振幅增大,中心压力的对称线下移,相应膜厚的对称线上移;随脉宽的增大,中心压力的最大值变大,最小膜厚的最小值变小。     

圆柱滚子轴承混合润滑状态下的超声法膜厚测量

圆柱滚子轴承由于其线接触特点被广泛应用于各类低速重载工况下的大型设备中,其运行性能和稳定性与滚子和内外圈间的接触润滑状态密切相关;基于等效刚度的超声法可用于实际工况的滚子轴承弹流润滑油膜厚度测量,但无法直接适用于低速重载工况下流体润滑和粗糙峰接触共存的混合润滑状态膜厚测量。为此,提出了一种混合润滑状态下的超声测量方法,建立了界面油膜刚度和粗糙体接触刚度的并联模型,通过引入接触系数并结合经验公式对超声法所测界面总刚度进行分解,获取混合润滑状态下的油膜刚度,进而得到更加准确的油膜厚度。将实验结果和理论结果的对比分析,验证了该模型的可行性和有效性。     

求解线接触热弹流润滑问题的多目标最优化方法

本文给出了求解线接触热弹流润滑问题中线非线性方程组的多目标最优化方法，该法把求解润滑油膜压力函数和油膜厚度函数的微分方程转化成为求解一个双目标优化问题，求得了压力和膜厚的解析解，所得结果符合热弹流润滑的经典理论。     

空气静压轴承微振动形成机理分析

为了进一步提高气体静压轴承的工作精度和稳定性,根据冲击射流理论对气体轴承进气孔区域气体流动状态和传热特性进行分析,将供气孔-气膜入口区域流场划分成四个部分,即:自由射流区、滞止区、过渡区、出口壁面射流区。基于二维平面流函数和大涡模拟方法,确定了气膜微振动的产生源于进口区域流场内存在三种典型气旋形式,即:供气孔附近的主气旋,气腔内部的次气旋和气膜入口的附加气旋。利用气体分子运动论结合表面-界面物理方法,明确了三种气旋的产生机理,发展规律和变化趋势,同时进一步研究了不同工况下气膜内压力的变化与四个区位置以及范围之间的关系,并对气膜内压力波动的位置及强度进行分析。最后,通过搭建试验台测试轴承气膜的振动幅值变化和频率响应函数,不仅验证了三类气旋的存在及其分布特征,有力证明了供气孔入口区域流场分区设想的合理性;通过数值计算和实验数据相结合,还进一步给出了影响气膜微振动强度的影响因素及其规律。     

点接触弹流润滑条件下的深沟球轴承表面局部缺陷动力学建模

传统轴承动力学模型多为无润滑干接触状态下建立的接触力学模型,没有考虑润滑对轴承振动的影响。由于球轴承内部钢球与滚道之间润滑油膜的存在,油膜影响轴承的接触刚度。基于非线性赫兹接触变形和弹性流体润滑,提出了一种深沟球轴承局部缺陷的两自由度动力学模型。首先将接触变形、径向间隙和缺陷的连续性变化关系对轴承的局部缺陷影响提出了模拟的方法,然后加入了弹流润滑对轴承接触刚度的影响这一因素,并建立深沟球轴承的两自由度动力学模型,能更加准确的模拟轴承实际运转时的真实状态。最后通过振动响应的仿真信号与轴承故障实验台的数据进行对比,验证这种模型的准确性,为轴承故障诊断提供了理论依据。     

基于接触电阻法测量润滑油膜厚度的方法研究

提出了一种基于接触电阻法测量润滑油膜厚度的方法，研制了一台可实时测量接触电阻以评价润滑膜厚的旋转摩擦试验机，分析了边界润滑与混合润滑区域中油膜厚度与接触电阻的相关性。该装置实现了在高精度加载与速度控制下，获得确定工况下的润滑状态，通过精密电路设计实时测量接触区内部接触电阻，并与相同工况下光干涉法测得的润滑膜厚进行对应，获得了接触电阻-润滑膜厚对应关系，拟合曲线相关系数为0.98,剩余标准差为4.56 nm。为在实际工况中表征润滑状态提供了技术支撑和数据支持。     

火力发电厂斗轮机轴承集中润滑系统应用分析

斗轮机轴承集中润滑系统采用单线与多线并用的润滑方式,终端压力开关实时检测支路油压力,保证管道压力值恒定。温度传感器实时检测轴承温度,保证轴承处于正常温度下工作。通过合理精确地加注润滑油,改善轴承工作环境,延长轴承寿命,达到提高工作效率,节约能源的目的。     

考虑温黏热效应的滑动轴承-转子系统动态响应分析

针对滑动轴承中润滑油温度的不稳定变化而引起的转子系统振动问题,从油膜润滑的雷诺方程出发,在Gumbel油膜边界条件假设下,推导出短轴承的非线性油膜力的计算公式。将润滑油温度变化时黏度的变化考虑在内,采用四阶Runge-Kutta法求解系统微分方程得到转子-轴承系统运动的时域图、轴心轨迹图、Poincaré图、频谱图、瀑布图和分岔图,分析滑动轴承-转子系统在润滑油温度变化下的动态响应。结果表明,使用不同润滑油时,温黏系数较大的润滑油对转子二阶临界转速附近的拟周期和混沌运动有更好的抑制作用;润滑油温度的升高有利于转子系统在低转速范围运行的稳定性,但在二阶临界转速附近,发生油膜涡动和油膜振荡所对应的转速区域会有所延长,不利于转子-轴承系统的运行。     

MCL402压缩机径向轴承的设计验算

本文针对我公司离心式压缩机MCL402径向支撑轴承出现温度高,对径向轴承设计验算平均压力P、滑动速度V以及PV值;对径向轴承轴瓦刮研修复,根据轴的旋向,扩大润滑油入口过渡圆弧,保障油膜的形成,避免支撑瓦出现胶合现象。     

润滑状态下线接触滑动粗糙界面的动摩擦特性研究

滑动粗糙界面的摩擦润滑特性对界面的润滑设计和润滑状态预测具有重要的理论和实际意义。本文通过建立不同润滑状态下的滑动粗糙界面模型,基于界面的法向载荷由润滑油膜和粗糙体共同承担的载荷分配思想,采用Greenwood-Williamson统计模型描述粗糙表面形貌,考虑界面润滑的时变效应和润滑油的粘-压特性,建立了线接触滑动粗糙界面的油膜厚度方程和粗糙体接触压力方程,获得了整个润滑区的润滑油膜载荷比例因子、油膜厚度和摩擦系数随滑动速度的变化关系,推导了界面由混合润滑过渡为液压润滑的临界速度关系表达式,分析了滑动粗糙界面的润滑承载机理,获得了界面油膜厚度、摩擦系数和临界速度随界面形貌参数、法向载荷、润滑油属性参数的变化规律,为机械结构的界面润滑设计、润滑状态预测和润滑优化提供理论和实验参考。     

基于格心型有限体积法的滑动轴承液膜压力分析

在生产设计中,为了达到良好的润滑效果,滑动轴承的轴瓦通常会采用开槽的结构,对某些复杂结构的轴瓦,采用规则化网格很难准确描述其几何特征,其润滑特性的计算也会出现偏差。为了解决该问题,采用非结构化网格划分求解域,基于格心型有限体积法离散雷诺方程,采用最小二乘法计算变量梯度,采用共轭梯度法求解方程,通过Fortran语言编程,计算得到轴承的液膜压力分布。通过对比和分析,验证了格心型有限体积法求解润滑问题的适用性和准确性。以该算法为基础,研究了轴承的长径比、偏心率对液膜压力分布的影响。结果表明,长径比增大会降低轴承的峰值压力,同时扩大高压区沿轴承宽度方向的分布;增大偏心率会提高轴承的压力峰值。     

计算流体润滑频变动力学特性的一种完整变量扰动偏导数法EI北大核心CSCD

高速旋转机械使用工质流体润滑轴承既能彻底避免工质被油污染,又降低密封技术难度同时简化轴系结构以提高轴系动力学性能。然而特种参数下流体有着复杂的热物性,从而带来润滑膜的湍流、真实气体可压缩流动等多种附加效应。该研究从一般形式的可压缩湍流润滑雷诺方程出发,通过建立动态映射关系给出一种不局限于特定润滑流体或热物性模型的轴承静动特性分析通用方法,即完整变量扰动的偏导数法。该方法适用于具有附加效应的轴承与密封的频变动力学特性计算,能够统一处理结构扰动和润滑膜可压缩性带来动力学系数的频率效应。结合有限增量法,验证了完整变量扰动方法的准确性,并给出该方法应用于超临界二氧化碳、油润滑高速可倾瓦轴承动力学系数求解的案例。结果表明,忽略压力和膜厚以外的扰动变量将导致动力学系数明显偏大,该算例中刚度和阻尼系数的最大偏差分别为88%和93%。     

中间压力对往复式液氢泵容积效率的影响北大核心CSCD

通过理论计算研究了压缩过程绝热系数、中间压力对双级往复式液氢泵第二级容积效率的影响。计算结果表明,当无中间压力,入口压力为0.3 MPa,出口压力为45 MPa和90 MPa时,可能会出现容积效率为0,液氢泵呈现空转的现象。根据理论计算与分析得出结论,通过降低绝热系数、提高中间压力有助于提高容积效率,防止余隙容积内残余液氢在气缸吸液过程中汽化,更高的出口压力需要更高的中间压力以提高容积效率。     

考虑弹流润滑及滑动作用下滚动轴承系统局部缺陷位移激励动力学建模

滚动轴承动力学模型可深入的分析轴承局缺陷动态响应特性。针对滚动轴承局部缺陷动力学建模在弹流润滑、滑动和轴承座等方面考虑因素不全的问题,建立弹流润滑及滑动作用下滚动轴承系统局部缺陷位移激励的二自由度动力学模型。首先对滚动体与滚道间的接触刚度、润滑油膜刚度和阻尼、轴承座刚度和阻尼计算并求得总的接触刚度和阻尼,然后再加入滑动更能真实的模拟轴承实际的运转情况;根据牛顿第二定律建立了局部缺陷轴承动力学方程,利用四阶龙格库塔方法求解,得到轴承局部缺陷的动态响应。通过对比故障滚动轴承试验与模型模拟的结果,验证了所建模型的正确性。     

某型立式给水泵机组水润滑轴承—转子系统的动力学特性分析

针对某型立式给水泵机组的水润滑轴承—转子系统的动力学特性展开研究。建立立式给水泵机组的水润滑轴承的动力学分析模型,针对不同工况下的膜厚比判断水润滑轴承所处的润滑状态。根据不同润滑状态下水润滑轴承不同的动力学建模方法,分析相应的水润滑轴承—转子系统动力学特性,并对比二者之间的差别。分析结果对立式水润滑轴承—转子系统的结构设计具有一定的指导借鉴意义。     

薄膜润滑径向轴承特性分析

薄膜润滑轴承的特性远不同于常规轴承，在考虑间隙对润滑剂产生的影响后，润滑剂的特性将发生较大的变化。由于这种变化，薄膜润滑的特性才被广泛地研究和重视。文章应用等效粘度修正模型对径向滑动轴承进行了性能分析,对无限宽轴承可得出压力计算的解析表达式,从而可精确地计算轴承的性能。     

高速精密磨床主轴动静压轴承动静态特性分析

动静压轴承不仅具有静压轴承在启停阶段低磨损的优点,而且兼具动压轴承在高速阶段动压承载特性会使其得在高速精密磨床主轴系统领域越来越广泛的应用。本文基于动静压轴承的润滑条件,联合雷诺方程和连续性方程,对其基本性能参数进行分析,建立了动静压轴承润滑理论模型,同时考虑温度对润滑油粘度的影响,结合能量方程,建立了新的动静压润滑理论分析模型。并针对上海机床厂MK84125机床的动静压轴承进行了基本性能计算。