推力轴承瓦面造型对承载性能影响的分析与验证

本文基于数值计算软件MATLAB,建立了推力轴承瓦面造型承载性能的分析方法,分析对比了六种瓦面造型的承载性能。定量描述了结构参数对承载性能的影响,并获得了结构参数的最优值。开展对比试验,建立了以推力瓦温度作为评价指标的试验方法,验证了推力瓦的承载性能。结果表明,取最优结构参数的斜面平台瓦具有较优的综合承载性能,并且利于工业生产。这为推力轴承瓦面造型的优化设计提供了依据,对于大功率推力轴承的结构优化具有一定的借鉴作用。     

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。     

水介质液压泵锥形轴配流副轴承间隙的计算

以水介质轴向柱塞液压泵的锥形轴配流副为研究对象,对其在稳定工作状态下形成的滑动轴承的径向间隙计算方法进行了研究。采用等效结构参数法将配流副滑动轴承化为轴向推力轴承,根据柱塞轴向液压交变作用力引起轴承内水膜的变化特征推导出水膜厚度变化的速度,再依据锥顶体薄膜挤压效应公式计算出了轴承的径向间隙,结果表明径向间隙是柱塞泵工作压力和配流副结构参数的函数。     

单级循环气压缩机支推轴承的设计

介绍了可倾瓦支撑轴承和可倾瓦推力轴承的工作原理及主要结构特点。论述了可倾瓦支撑轴承和推力轴承的设计方法、重要参数考核指标、润滑、材料选取等。     

复合结构高温超导推力轴承的静态特性

基于宏观电磁场的临界态Bean模型,利用商用电磁场有限元分析软件ANSYS对由多块高温超导体和一整块环形永磁体组成的复合结构高温超导推力轴承静态特性进行了数值研究,分析了环形永磁体的结构参数对高温超导推力轴承静态悬浮力的影响.结果发现在由多块高温超导体和一整块环形永磁体组成的高温超导推力轴承结构中,存在着一个能够使轴承的悬浮力达到最大的几何关系.     

轧机压下机构用满装推力圆锥滚子轴承的设计

介绍了轧机压下机构用满装推力圆锥滚子轴承的结构形式及工况特点,计算该类轴承的关键结构参数并优化设计主参数,举例给出了JB/T 3632-2005规定外形尺寸的轴承的优化设计结果.     

自适应平衡梁轴承的均载能力及影响因素研究

针对高可靠性立式轴系可倾瓦推力轴承在轴线倾斜下的均载问题,研究自适应结构平衡梁支撑推力轴承的均载能力及影响因素;建立平衡梁组件的自适应动力学模型,给出轴线倾斜下考虑平衡梁弯曲变形的轴承系统耦合模型,并提出采用不均匀系数表征轴承的均载能力;基于模型分析工况参数和结构参数对轴承均载能力的影响,结果表明:平衡梁结构的均载能力并不是完全均载,轴承均载能力随着轴承载荷和轴线倾角的增大而减弱;推力瓦支点半径对轴承均载能力有较大影响,而连接圆柱体半径和下平衡梁支撑圆柱半径对瓦块载荷分布影响较小;对于立式轴系,合理控制轴线倾角可提高推力轴承的均载能力及轴系服役性能。     

瓦面凹槽结构参数对可倾瓦推力轴承润滑性能的影响

为了研究瓦面凹槽对可倾瓦推力轴承润滑性能改善的优势,在瓦块进油边设计一种圆弧槽结构,建立考虑槽结构的可倾瓦推力轴承热动力润滑模型,分析不同槽深和槽半径对轴承性能的影响规律。结果表明:在瓦块进油边开槽可以改善轴承润滑性能,与不开槽相比,油膜厚度和瓦块的进油流量增加,油膜温度降低;当槽深达到一定值后,油膜温升增大;推力轴承润滑性能随着槽半径增加而变差,轴承各性能参数随槽深的增加表现出极值特性;最优开槽参数为(1.2～1.5,1),该参数下轴承最小油膜厚度比无槽轴承的增加约10%,最大油膜温度降低约3℃。     

轴偏斜工况下米歇尔式推力轴承润滑性能分析

采用多瓦联合仿真方法,对某一轴偏斜的船用米歇尔式推力轴承进行稳态润滑和瞬态润滑分析,分别得出各瓦块稳态润滑参数的分布和随轴偏斜量的变化规律、阶跃载荷作用时各瓦块瞬态润滑参数的变化规律。结果表明:瓦块倾角的变化量与轴偏斜数量级相当,为不影响油膜建立,支撑结构应保证瓦块在轴偏斜时能自由摆动;轴偏斜工况下,推力盘偏向一侧的推力瓦块承载力加大,油膜温度升高、油膜厚度变小,而推力盘偏离一侧的推力瓦块承载力降低,油膜温度降低、油膜厚度变大;随轴偏斜角度增加,瓦块润滑参数差别加大;阶跃载荷作用后,各瓦块润滑参数在极短的时间内发生突变。较小的轴偏斜量对推力轴承工作安全性产生严重影响,提高推力轴承的轴偏斜补偿能力具有重要意义。     

大电机推力轴承研究

水轮发电机一股为大直径、低转速、立式的电机,由转动部分质量及水轮机水推力所产生的负荷需由推力轴承支撑,最大推力负荷达到4000吨以上。推力轴承是大型电机研发的关键技术之一影响着电站的安全稳定运行。所有现代大型推力轴承均设计为环型,由多块推力瓦组成．其支撑方法和结构有多种型式。本文分析的是弹簧支撑式大型推力轴承,采用弹簧簇为推力瓦提供分布式支撑,着重分析了弹簧支撑式推力轴承的设计原理、结构和性能。     

Structure optimization for magnetic equipment of permanent magnet retarder

The main purpose of this research is to perform a magnetic analysis on the magnetic equipment of permanent magnet retarder (PMR) and optimize the structure of magnetic equipment with the commercial FEM software ANSYS and its design optimization module. The FEM model is built as an axisymmetric model according to the characteristics of the structure of magnetic equipment. Using this model, the magnetic field distribution and magnetic force are calculated by ANSYS. The mathematical model of structure optimization is also built. The design variables are structural parameters including the dimensions of permanent magnets and magnetic yoke, and the objective function is the magnetic force. The unconstrained optimization model takes the maximum value of magnetic force as the objective. A first-order optimization method is used to determine the optimum design of this problem. The optimization process works entirely with the ANSYS parametric design language (APDL). The design tools are used to understand design space and the behavior of the dependent variables. It is shown that designing a structure with the ANSYS optimization module and its design tools is an effective means to improve the structure.     

高性能同轴式磁力齿轮结构设计与实验研究

为了改善磁力齿轮的扭矩传递能力,研究了一种采用鼠笼式调磁装置的同轴式磁力齿轮。通过建立磁力齿轮的瞬态分析有限元模型,模拟分析得到内外气隙长度、永磁体厚度和长径比等结构参数对其传递扭矩能力的影响规律曲线,并得出了机构参数的优化值,模拟了该参数下磁力齿轮的运行情况。基于优化值制作实验样机进行实验研究,实验结果表明,采用此种调磁极片能够实现定传动比传动并能传递一定的扭矩。实验结果与模拟分析具有相似性,表明优化的结构参数能够保证磁力齿轮扭矩传递能力。     

肠道胶囊式微机器人轴向磁拉力特性

提出一种以径向磁化的瓦状多磁极组成的圆筒式永磁体为外驱动器，以嵌入机器人本体内与外驱动器同磁极结构的永磁体为内驱动器的非接触式驱动控制方案。通过外驱动器的旋转产生旋转磁场，借助于磁机耦合作用，驱动机器人旋转并在其外螺纹表面形成的流体动压力作用下产生轴向推力，进而实现胶囊式机器人在肠道内旋进。基于等效磁荷理论，采用磁荷积分法建立了驱动器的轴向磁拉力模型，对驱动器磁极结构参数与磁拉力的关系特性以及磁拉力与机器人游动关系特性进行了理论与试验研究。     

基于正交试验方法的永磁微加速度开关结构参数对接触可靠性影响分析

基于永磁铁磁力随位移的非线性变化特性,设计了一种新型磁力微加速度开关。选取微加速度开关的三个结构参数悬臂梁宽度、质量块质量和永磁铁体积作为关键因素,基于正交试验方法设计了该开关9种不同结构参数的水平组合,给出了影响开关动作的永磁力和表面接触力计算公式。建立了该开关系统的动力学方程,采用四阶Runge-Kutta法对加速度激励下开关工作过程中永磁力、质量块与触点接触压力等参数的变化规律进行了仿真,对接触压力进行了极差分析和方差分析。结果表明:永磁铁体积对开关接触可靠性影响最大,其次是悬臂梁宽度W,最后是质量块质量G;可靠性最高的最佳结构参数水平组合为W 3G3V1,即悬臂梁宽度0.70 mm、质量块质量2.00 g、永磁铁体积5.05 mm3;在置信度为99%的情况下,悬臂梁宽度W、永磁铁体积V和质量块质量G对微加速度开关接触可靠性均具有高度显著的影响。     

Monitoring stressed state of pipelines by magnetic parameters of metal

A method is described for assessing the residual life of pipelines and articles made of structural steels. Dependences between applied stresses and parameters of registered magnetic noises are shown. Criteria are suggested for assessing the in-service destruction of pipeline metal by its magnetic parameters.     

径向磁力轴承定子结构参数的确定

通过分析径向磁力轴承的结构形式、磁极数以及线圈槽形，针对径向磁力轴承定子的结构设计，在充分考虑材料的电磁性能的基础上，提出了一种结构参数的确定方法，为磁力轴承的优化设计及参数驱动的智能设计提供了参考。     

磁性液体密封耐压能力参数化分析

针对某型飞机磁性液体密封,利用COMSOL有限元分析软件建立不同结构参数的磁性液体密封模型,计算不同密封间隙、极齿宽度、极齿高度、极齿位置、极齿形状下密封的磁场强度差值,进而判断不同磁性液体密封结构的耐压能力。研究结果表明：密封间隙、极齿宽度对磁性液体密封耐压能力影响较大,极齿高度和极齿位置对磁性液体密封耐压能力影响较小;极齿形状为梯形时密封效果最好。通过比较分析,选择最优磁性液体密封结构参数,为磁性液体密封耐压能力研究提供了理论依据。     

纸基蜂窝芯零件高速铣削固持系统设计

为了提高纸基蜂窝芯零件高速铣削时的加工精度，降低加工成本，提出了两种基于磁场和摩擦吸附固持原理固持平台的设计方案，即采用电磁装置激发磁场和采用永磁材料激发磁场，并进行了加工制造。通过理论分析和计算确定了在给定铣削力的条件下，可靠固持蜂窝芯材料所必需的磁感应强度。利用有限元软件分析了磁极高度、厚度以及磁极间距等结构参数对磁感应强度的影响。利用制造的两套固持平台进行了铣削试验，得到了满意的固持效果。     

小轴向尺寸磁悬浮转子系统机械耦合的研究

分析了小轴向尺寸磁悬浮转子系统的机械耦合问题。导出了磁悬浮转子系统在三维空间的机械耦的计算方法，给出了各参数在小轴向尺寸情况下对机械耦合的影响曲线。在此基础上，探讨了小轴向尺寸磁悬浮转子系统中传感器的布置及测量方式对机械耦合的影响。得出磁悬浮转子系统的机械耦合是由系统的机械结构特性导致的，传感器的个数及其空间安置位置对机械耦合有影响等结论。     

锥形永磁轴承磁力解析模型

为了解决锥形永磁轴承缺乏磁力解析模型问题,基于平面点磁荷的磁场和虚功原理,结合两块平行矩形截面永磁体及锥形永磁轴承结构特点,建立了锥形永磁轴承的磁力解析模型,用ANSYS仿真验证了该解析模型的正确性,分析了锥形永磁轴承悬浮磁力与其结构参数之间的关系。研究结果表明：锥形永磁轴承磁力与磁环的平均周长和磁环磁通密度的平方成正比,磁力随着磁环径向宽度的增大而增大,小尺寸范围内随磁环截面长度的增大而增大;轴向磁力随磁环锥角的增大而减小,随轴向偏移的增大而减小。该研究模型为锥形永磁轴承设计计算及其结构参数优化提供了技术支持。