流体惯性对橡胶轴承水润滑性能的影响

以水润滑橡胶轴承的典型数值为例,说明轴承流动状态跨越了层流、第二层流区以及紊流3个区域。从连续性方程和Navier-Stokes方程出发,推导了适用于第二层流区的考虑惯性力的雷诺方程。通过数值计算,考察了流体惯性对圆柱轴承润滑性能和承载能力的影响。发现流体惯性导致水膜压力和承载能力略微增大,轴心平衡位置发生微小改变,可以认为在第二层流区流体惯性对橡胶轴承水润滑性能的影响甚微。     

单面界面滑移对阶梯轴承润滑性能的影响研究

由界面滑移理论模型可知,在传统阶梯轴承固体和液体交界处,如果界面处应力达到极限剪应力时,润滑剂就会发生界面滑移,此时润滑膜会失效,这将大大降低润滑膜的承载力。因此,很有必要研究界面滑移对轴承润滑性能的影响。考虑润滑油膜在阶梯轴承入口区静止接触表面上滑移而避免润滑油膜在轴承其他表面上滑移,给出了阶梯轴承润滑油膜承载能力和摩擦系数分析结果。算例得出,在一定工况下这种轴承的承载能力因界面滑移而提高,而其摩擦系数却因界面滑移而下降。     

舰船用水润滑轴承微观界面润滑机理研究

针对水润滑轴承微观界面润滑状态和润滑机理存在的不清楚、不明朗等问题,开展微凹痕对轴承微观界面润滑机理影响的研究。在建立单一微凹痕内部流体动力学模型的基础上,研究微凹痕内部涡流结构变化特性,分析微凹痕内部流场动力学特征,讨论形貌特征参数与润滑性能的变化规律,证明流体动力学特性随表面形貌的演化规律,验证微凹痕对轴承微观界面润滑机理的影响规律,从而提出微尺度下水润滑轴承润滑理论,并从微观层面探究粗糙峰与轴承润滑状态转变之间的关系,进而提出判断润滑状态转变的微观尺度标准。结果表明,微动压效应、微空化效应、微惯性效应三者共同构成水润滑轴承微观界面的润滑机理,大量微凹痕累积进而可以增强轴承承载能力、降低摩擦功耗。     

水润滑夹心轴承流-固耦合动力学特性研究

针对水润滑单衬层轴承存在的低载高阻、高振高噪等缺点,创新性地提出一种双衬层轴承结构,有望实现轴承高载低阻、减振降噪性能新突破。关于水润滑夹心衬层轴承,采用流-固耦合分析方法对其开展研究。建立流-固耦合动力学模型,研究了偏心、衬层厚度等对润滑界面压力、承载、变形、应力等性能参数的影响规律,揭示了衬层厚度等对润滑性能的影响机理。研究结果表明,衬层静态结构参数与偏心率、转速和衬层厚度呈正相关关系,而与厚度比呈负相关关系;存在最佳衬层厚度范围使得摩擦因数最小化;偏心越大,水膜破裂的可能性增加。最终,研究结果为水润滑夹心衬层轴承的设计研发提供了理论基础并推动了该类轴承国产化进程。     

表面织构对水润滑轴承混合润滑性能的影响

为分析表面织构对水润滑轴承混合润滑性能的影响,基于平均Reynolds方程及JFO空化边界条件建立带有表面织构的水润滑轴承混合润滑模型并数值求解,获得不同织构参数下水润滑轴承的Stribeck曲线。研究结果表明:表面织构是否能改善润滑性能与其深径比及面密度参数密切相关,织构的引入并不一定能降低水润滑轴承的摩擦因数;表面织构的面密度和深径比存在最优值,能使水润滑轴承获得最大的膜厚比与最小的摩擦因数,并在较低的转速下由混合润滑状态进入流体动压润滑状态。     

任意偏斜下水润滑橡胶艉轴承混合润滑性能*

为探究大偏心率(ε≥1)下水润滑橡胶艉轴承沿端面偏斜的混合润滑性能,综合考虑表面粗糙度、弹性变形、接触压力、偏斜角对水润滑橡胶轴承混合润滑特性的影响,提出大偏心率(ε≥1)下滑动轴承沿端面任意偏斜的膜厚计算方法,并应用于艉轴承缩比模型混合润滑分析。通过数值模拟研究重载条件下水润滑橡胶艉轴承水膜压力、接触压力随偏斜角的变化规律,分析偏斜角、偏斜方向角等对水润滑橡胶轴承混合润滑性能参数的影响。研究表明：在混合润滑条件下,轴颈沿端面偏斜对流体载荷影响相对较小,但会显著增强润滑界面的接触效应从而恶化其润滑性能;横向偏斜一定程度上会提高直槽式水润滑橡胶轴承的承载能力,偏斜角增加到一定程度时会引起最大水膜压力沿偏斜端反向移动;偏斜角对水润滑轴承润滑特性的影响在混合润滑阶段内较为显著,在弹流润滑阶段其影响将会削弱。     

锥台型气体润滑动压轴承动力学数值模拟研究

针对高精密陀螺电机气体润滑动压轴承间隙复杂流动特点,分析轴承的静态特性和推导一阶滑移边界条件。采用基于无滑移边界和一阶滑移边界条件的计算流体力学方法模拟气体润滑动压轴承间隙复杂流动,计算获得不同偏心距轴承的静态载荷、刚度、功率和偏位角等参数,并与轴承试验结果进行对比分析。研究结果得出,在自重条件下轴承试验测量刚度结果位于无滑移和滑移边界条件数值模拟结果之间,比无滑移边界条件计算结果小约10%,比一阶滑移边界计算结果大约44%,表明轴承间隙流动只存在局部滑移;数值模拟结果的偏位角方向与试验结果一致,分别相差4°和2.6°左右。研究结果可为陀螺电机气体润滑轴承设计提供技术参考。     

固体颗粒对低黏度介质润滑特性的影响

基于水-固两相单流体模型,研究润滑过程中的固体颗粒对低黏度润滑介质的影响。以无限宽楔形滑块为计算模型,推导出特定假设条件下考虑惯性力和界面滑移的低黏度介质润滑的雷诺方程,并通过不同条件下雷诺方程的求解,探讨固体颗粒含量对低黏度介质润滑特性的影响。结果表明:在对低黏度介质润滑特性进行研究时,需考虑其惯性力和界面滑移影响;固体颗粒的存在一定程度上增大润滑膜的压力和承载能力,颗粒含量越大,承载能力越大,但颗粒含量对润滑膜整体的压力分布状态几乎不会产生影响;惯性力增大固体颗粒对润滑介质的影响程度,而界面滑移减小固体颗粒对润滑介质承载能力的影响,发生滑移时,颗粒基本不影响润滑膜的承载能力。     

应力偶流体润滑轴承油膜压力和轴心轨迹计算

根据应力偶流体动态润滑轴承雷诺方程,运用数值计算方法研究应力偶参数对轴承润滑性能的影响。针对某柴油机轴承,分别计算采用牛顿流体和非牛顿应力偶流体润滑时的油膜压力分布和轴心轨迹。结果表明：与牛顿流体润滑相比,应力偶流体润滑时轴承的油膜压力增加,且随应力偶参数的增加,最大油膜压力出现在轴承角度增大的方向;2种润滑条件下,所计算得到的轴心轨迹形状类似,不同之处在于牛顿流体润滑时其轴心轨迹离轴承的中心比较远,而应力偶流体润滑条件下轴心轨迹随参数增加向其中心靠近且最小油膜厚度明显增大。研究表明,应力偶流体润滑与牛顿流体相比提高了油膜压力,改善了轴心轨迹,且应力偶参数越大应力偶效应越显著。     

计入润滑油粘压效应和表面形貌的倾斜轴颈轴承润滑分析

提出了轴颈倾斜情况下的轴承油膜厚度方程。采用平均Reynolds方程，分析了倾斜轴颈轴承的润滑性能。通过不考虑和考虑润滑油粘压效应的轴承润滑性能对比，验证了分析倾斜轴颈轴承润滑性能时计入润滑油粘压效应的重要性；通过光滑轴承与粗糙轴承润滑性能的对比，验证了分析倾斜轴颈轴承润滑性能时考虑表面粗糙度影响的必要性。计算了不同偏心率、轴颈倾斜角、表面粗糙度、表面方向参数下的轴承润滑性能，结果表明，表面粗糙度在最小油膜厚度较小时对倾斜轴颈轴承润滑性能产生影响，而表面方向参数在最小油膜厚度与综合粗糙度的比值较小时会对倾斜轴颈轴承润滑性能产生显著影响。     

浅析滚动轴承在磨机主轴承中的应用

针对工业中使用较多的磨杌主轴承，介绍了磨机主轴承的分类，并进行比较，重点介绍采用滚动主轴承的特点、应用成果及设计要点。指出滚动轴承代替滑动轴承是一大进步，有广阔的发展空间。     

双层滚动轴承热学特性研究

磁悬浮轴承系统通常采用滚动轴承作为保护轴承。基于传热学、滚动轴承摩擦学以及转子动力学等理论,建立一种用两个滚动轴承组成的双层保护轴承(Double-decker auxiliary bearing,DDAB)的热学模型,通过建立热传递方程,计算轴承的摩擦热和温度分布,研究DDAB的热学特性。研究内容如下:建立双层滚动轴承(Double-decker rolling bearing,DDRB)的热传递模型,推导热传递阻抗和热传递方程,计算DDRB在普通运转条件下达到热平衡时的温度分布;研究不同结构、载荷、转速、润滑剂粘度、材料属性等参数对轴承温升的影响,并对比其与普通轴承在相同工况下的热学特性;建立试验台,实际测量轴承的温升,研究不同结构形式和润滑参数条件对于轴承热学特性的影响,探讨可以降低发热的主要措施。研究结果表明:DDRB的径向载荷和内圈转速直接影响轴承摩擦力矩的大小进而影响轴承的发热,在相同工况下DDRB比普通滚动轴承的内圈温升要小5%～20%,外圈温升要小10%～30%;结构、润滑剂粘度、材料的热学性能对轴承内外圈温度分布影响较大,润滑剂的填装量在轴承空间的1/3,采用Z形结构、铝制中圈、陶瓷滚动体等...     

同时承担径向力和轴向力的轴承结构的改进

分析了圆锥滚子轴承的缺点，设计了一种可代替圆锥滚子轴承的新型轴承一径向推力组合轴承。该轴承已获得国家专利。     

弹支瓦阶梯推力轴承动特性研究

本文研究了作者提出的弹支瓦阶梯推力轴承的动特性及系统阻尼特性。本文及［１］的研究表明这种新型轴承不仅具有良好的承载特性，并且具有良好的动特性及系统阻尼特性．     

船用艉轴承支承承载特性研究

船用水润滑艉轴承衬层的选材十分苛刻，它对轴承实现增载减阻，低噪耐磨的优秀特征起着决定性作用。艉轴承支承承载特性的机制研究异常关键。针对这一方向，开展关于轴承结构对承载力影响的理论分析研究；构建实船用艉轴承动力学模型，分析衬套、下轴瓦和橡胶的结构参数变化规律；讨论橡胶层预留间隙大小对载荷-变形关系的影响，探明接触方式对衬套、下轴瓦和橡胶结构参数的影响作用。研究结果表明：随着橡胶厚度的增加，衬层变形逐渐降低；厚度对变形的影响最大，与顶部挡边距离次之，侧边距离影响最小。研究为水润滑艉轴承的使用和设计提供了工程指导价值。     

镶边型翻边轴瓦制造工艺技术探析

本文介绍了翻边轴瓦的结构形式,简单介绍了镶边型翻边轴瓦的工艺流程,对镶边型翻边轴瓦的制造工艺技术进行了分析探讨并提出一些关键环节的注意事项以供参考和借鉴。     

大功率发动机轴瓦失效研究

发动机轴瓦也称滑动轴承,主要功能为支撑及传递轴系转动。随着现在柴油机的强化指标越来越高,发动机的爆发压力已经达到了20MPa以上,曲轴传递给轴瓦的压力也随之增高,一旦润滑条件不充分,导致轴瓦与曲轴轴径之间发生金属硬接触,导致轴瓦磨损,甚至摩擦的高温导致轴瓦烧瓦、抱瓦失效。轴瓦的失效往往对发动机破坏性极大,容易导致曲轴的断裂失效,所以发动机轴瓦对发动机的正常运行极其重要,我们针对大功率发动机的轴瓦失效的问题进行了全面的失效原因分析,并根据分析结果提出了整改措施,很好的解决了轴瓦失效的问题。     

汽轮发电机径向滑动轴承性能研究

基于流体动压润滑理论,计入温粘关系和紊流效应,对汽轮发电机滑动轴承性能进行了理论研究。针对汽轮发电机滑动轴承结构,开发了适于工程应用的多种汽轮发电机用轴承性能计算程序。对汽轮发电机径向滑动轴承进行了计算,分析了轴承静动特性和稳定性参数,并验证了计算结果的可靠性。     

供油孔区域惯性效应对液体静压推力轴承承载力的影响

分析了液体静压推力轴承供油孔区域惯性效应对其承载力的影响,供油孔区域惯性效应主要影响浅油腔液体静压推力轴承的承载力,当油膜厚度比大于5时,考虑和不考虑供油孔区域惯性效应的承载力之间的相对误差小于1％.对于浅油腔液体静压推力轴承,供油孔区域的惯性效应不容忽视,轴承承载力在考虑和不考虑供油孔区域惯性效应时的相对误差受供油孔...     

Theoretical analysis and experimental investigation of a porous metal bearing

To improve the tribological behaviour of porous bearings a new type of self-lubricated porous metal bearing is introduced with special non-uniform distribution of permeability. It has been manufactured using a practical production process, its local permeability varying regularly along its circumference. Theoretical analysis and experimental investigation show that: the new bearing has lower friction and higher load capacity than that of ordinary porous bearings, and there is no initial temperature rise and friction increase with the new bearing. The limiting pV(tested) value of the new bearing is about 200% that of an ordinary porous bearing. Considering non-uniform permeability and the effects of curvature, cavitation and velocity slip, a modified Reynolds equation for the oil film and lubrication equation for the porous matrix are derived. A numerical solution for the equations is obtained. Some aspects of the lubrication mechanism in porous bearings and ways of improving load capacity are also discussed.