离心式压缩机止推轴瓦故障分析及解决措施

基于止推轴瓦结构以及油膜形成机制,对MCL524-6离心式压缩机的止推轴瓦故障进行分析,提出修复止推盘、更换烧损瓦块和确保止推瓦进油量等解决措施。检修后压缩机止推轴瓦运行结果表明,轴瓦温度正常,装置运行平稳。     

制冷剂溶解性对连杆轴承润滑特性的影响研究

制冷压缩机中实际的润滑环境为非纯油状态下的混合润滑,制冷剂溶解于润滑油会导致压缩机连杆轴承的润滑性能下降,目前尚未对其展开深入研究.以制冷剂R600a矿物油Azmol混合液相为润滑介质,建立基于制冷剂溶解度的润滑模型,研究不同负荷工况下溶解度对小型制冷压缩机连杆轴承润滑特性的影响规律.研究结果表明:在不同工况下,考虑溶解度影响后,轴承最小油膜厚度最大减小18.51％,最大油膜压力最大增加7.08％,摩擦功耗最大下降19.90％,端泄流量最大增加29.62％.该溶解度润滑模型为小型制冷压缩机连杆轴承摩擦副的失效机理分析提供了新的思路,对压缩机过负荷工况设计、轴承间隙及环境温度控制具有重要的指导意义.     

高速泵用平面止推轴承的失效分析与处理

针对高速泵平面止推轴承出现损坏的问题,对高速泵的平面、斜面止推轴承的润滑性能进行了计算分析,并对两种轴承的使用性能开展实际试验研究。理论计算分析结果表明斜面止推轴承的承载能力为平面止推轴承的3~5倍,实际试验验证结果也表明斜面止推轴承承载能力明显优于平面止推轴承,可以应用在大轴向力场合。     

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。     

涡旋式压缩机经济器系统的应用研究

介绍了涡旋式制冷压缩机经济器系统,并对其在空气源热泵系统中的应用进行详细的热力学分析.经过测试,结果表明,涡旋式压缩机经济器系统可以明显提高寒冷地区冬季制热量,极大地改善了空气源热泵的低温适应性.通过研究分析,找到了补气压力对经济器系统性能的影响规律,为找出特定工况下的最优补气压力值提供了理论依据.     

离心式压缩机的轴承

介绍了离心式压缩机轴承的分类及工作原理，分析了常用的径向轴承和止推轴承的几种型式及优缺点，着重对可倾瓦径向轴承、米楔尔止推轴承、金斯伯雷止推轴承的工作原理、结构特点、优缺点及应用进行了分析和总结。     

基于流热固耦合的止推轴承仿真与实验研究

在考虑止推轴承、止推盘和油膜之间流固热多物理场耦合的情况下,建立了止推轴承的模型。考虑瓦块和止推盘受力、受热形变的影响,模拟出了转速在2 000r/min、4 000r/min、6 000r/min和8 000r/min时不同轴向载荷下的平均油膜厚度曲线。通过比较模拟曲线与实际测量曲线[1],得出在低转速下,模拟出的平均油膜厚度与实验所得相当吻合,并得到了油膜的压力分布图、厚度分布图和瓦块的温度云图,为推力轴承的设计以及旋转机械轴位移故障的准确诊断提供理论依据。     

平磨复合研磨法

在端面止推的静压轴承中,静压止推平面的平直精度对轴承性能有较大的影响。如果静压止推平面的平直精度不好,不仅会出现轴承工作时的压力波动,还可能破坏压力油膜的建立。 用研磨可以提高零件的平直精度。但对直径为 420 mm的M74100-5025静压盘(图 1)来说,该零件两端面的平直、     

高速离心压缩机双面滑动止推轴承的计算

对离心压缩机结构的分析表明,使离心压缩机能承受作用在转子上的轴向力,基本上都采用具有自动调整垫块的双面对称止推轴承(图1)。这种轴承能够反转和正转,轴承面的每一面均能承受同样的轴向力。     

气体静压高速电主轴稳定性研究

空气静压电主轴是高速精密数控加工机床的关键部件之一,其稳定性是影响高速数控机床的加工质量和切削性能的重要因素。主要研究空气静压电主轴的气锤振动与涡动失稳的机理和判定方法:以电主轴的静压止推轴承为例,推导了止推轴承产生气锤振动的判别式,利用软件仿真分析了止推轴承的节流孔直径、气腔半径、供气压力三个结构参数对气锤振动的影响规律;分析了涡动失衡的原理,从数值分析的角度,研究了涡动比与偏心率的关系,阻尼系数与涡动速度,阻尼系数与主轴的轴颈转速的关系,并提出了防止气锤振动和涡动失衡的有效措施。     

碟簧支承高速圆瓦推力轴承性能分析及标高误差影响研究

针对立式干气密封氦气压缩机轴系用高速圆瓦推力轴承承载性能问题,建立碟形弹簧支承推力轴承的润滑性能计算模型和搅拌功耗计算公式,分析圆形瓦推力轴承随转速、载荷的性能变化规律及标高误差对轴承润滑性能和支承碟形弹簧性能的影响。研究表明：轴承搅拌功耗与摩擦功耗的比值随转速和载荷的增大分别增大和减小,最高转速下搅拌功耗是摩擦功耗的两倍以上;弹性自适应调节技术可以有效改善瓦块标高误差对轴承承载平面度的影响,但各瓦标高误差越大,各瓦润滑性能及碟形弹簧积累的变形能差异也越大。因此,对于高速立式转子系统,推力轴承设计必须考虑搅拌功耗对轴承温升的影响,同时需要进一步研究标高误差对转子高速稳定性的影响。     

Analyses of thrust bearings in scroll compressors considering keyways

This work is an attempt to calculate the lubricating characteristics of thrust bearings in scroll compressors, which have non-circular shapes due to the keyways cut for the Oldham's coupling. The outer shapes of these bearings are not circular because the keyways intrude the bearing boundaries. A boundary fitted coordinate technique for hydrodynamic lubrication is modified to handle this non-circularity. The pressure distributions, resultant forces and moments are calculated, which are in equilibrium to the typical conditions generated in the compressing processes. The changes of nominal clearance and tilting angles are obtained during one cycle under the assumption of rigid-body motions.     

扇形推力轴瓦润滑性能的数值分析

采用数值分析方法研究了重型机械装备中扇形推力轴瓦的润滑性能问题,计算了单个扇形推力轴瓦瓦面的油膜形状性能、油膜压力和油膜温度的分布规律,以及功率损失和流量等参数。对不同工况下扇形推力轴瓦润滑参数进行计算,可以实现扇形推力轴瓦润滑性能的预报,计算结果可供扇形推力轴瓦设计和润滑性能研究作参考。     

利用边界层理论确定弹性金属塑料瓦油膜能量方程的进油温度边界条件

针对推力轴承的基本结构,利用边界层理论确定弹性金属塑料瓦（EMP瓦）油膜能量方程的进油温度边界条件,结合“三峡推力轴承方案”中EMP瓦推力轴承数据,分析考虑热边界层对进油温度影响时,EMP瓦推力轴承润滑性能的变化情况。计算结果表明：考虑热边界层对进油温度的影响时,进油平均温度和最高油膜温度均有所升高,最大压力也有所增加,最小油膜厚度、流量及功耗都有所下降,说明热边界层对推力轴承的润滑性能产生了一定的影响。     

刚性和弹性支撑可倾瓦推力轴承稳态特性分析

建立刚性球头支撑和弹性橡胶垫支撑可倾瓦推力轴承热弹流耦合模型；在弹性橡胶垫支撑可倾瓦推力轴承橡胶垫的弹性变形分析中采用了变形协调矩阵方法，以协调匹配橡胶垫变形和水膜厚度分布，同时在搜索稳态解的过程中引入模拟退火算法；基于变分原理求解Reynolds方程，得到了轴承水膜压力分布，并比较2种推力轴承在转子存在角不对中时的静特性。结果表明：理想工况下，刚、弹支可倾瓦推力轴承稳态特性没有明显区别；当转子存在不对中时，刚性球头支撑可倾瓦轴承在不同瓦块之间受力偏载严重，进而导致瓦面最小水膜厚度过小，瓦块容易出现磨损，而弹性支撑瓦不同瓦块之间水膜力分布更均匀，利于轴承的长期可靠运行。     

微位移驱动器在止推油膜轴承中的应用

针对止推油膜轴承的偏载问题,研究了微位移驱动器在止推油膜轴承中的应用。通过理论计算得到油膜厚度、压力和温度分布,分析了止推轴承油膜厚度的变化对载荷与温度的影响。设计了一种超磁致伸缩微位移驱动器微位移驱动器,并建立了杠杆试验机测试其静态位移输出特性,证实超磁致伸缩微位移驱动器具有与润滑膜厚同一数量级的位移输出,可应用于止推轴承油膜间隙的主动调节,均衡瓦块间载荷并降低温升。利用超磁致伸缩微位移驱动器微位移驱动器设计了一种新型结构的可自动调节间隙的止推油膜轴承,并建立了用于测试该新型轴承的止推轴承实验台。     

考虑支点偏置的多孔质可倾瓦轴承静态特性分析

为探究瓦块支点偏置对多孔质可倾瓦轴承静态性能的影响,建立多孔质可倾瓦轴承的热混合润滑模型,应用Fluent软件分析轴承静态特性;采用网格迭代算法和瓦块运动UDF对轴承各瓦块沿枢轴运动及摆动进行模拟,研究偏心率、转子转速、供气压力及枢轴支点偏置对轴承负载能力、质量泄漏量、摩擦扭矩和温升的影响。结果表明：增加轴承支点偏置可提高轴承承载力,特别是在高偏心率、高转速、低供气压力条件下,承载力提高更为明显;在偏心率和转速相同时,适当的支点偏置可显著降低轴承对气体的消耗：但支点偏置会增加摩擦力矩,使转子温度升高,应合理选择支点偏置避免温升对轴承的不利影响。研究结果为多孔质可倾瓦轴承的优化设计提供了参考。     

大型推力轴承几何参数对润滑性能的影响

本文对排力轴承的瓦张角,瓦宽,瓦内径,载荷,转速,进油边温度对润滑性能的影响,进行了分析,提出了改进建议,对指导推力轴承设计具有重要的实际意义。     

静压孔位置对油膜支承可倾瓦轴承承载性能的影响分析

为了提高汽轮机转子系统中支承轴承的油膜刚度,以三瓦油膜支承可倾瓦轴承为研究对象,研究静压孔相对位置对轴承承载性能的影响规律。建立了油膜支承可倾瓦轴承油膜润滑模型,并运用计算流体动力学方法数值求解三维N-S方程,揭示了不同静压孔相对位置下轴承压力分布、最小膜厚、偏心率、刚度等性能参数的变化规律。分析结果表明：在载荷为890 N的情况下,改变孔的位置可以提高轴承油膜刚度;当静压孔相对位置γ=5°左右时,孔位置接近油膜最大压力分布区,与γ=0°时相比,最小膜厚和偏心率分别减小9.8%和48%,主刚度kyy、kxx接近原结构的1.4倍和1.1倍,此时静压孔位置为相对最优位置区域。依据分析结果开发了新型油膜支承可倾瓦轴承（γ=5°）,通过试验对比分析了普通滑动轴承与新型油膜支承可倾瓦轴承的综合性能,结果表明,高转速时所开发的新型油膜支承可倾瓦轴承具有更好的承载性能与减振性能。研究结果对油膜支承可倾瓦轴承的性能分析具有一定的参考价值,设计轴承静压孔时可根据油膜压力分布规律对其优化以提高轴承性能。     

Some Mechanical Considerations in the Design of Large Thrust Bearings

The modern thrust bearing is a very important part of the waterwheel generator, for it must support the weight of the rotating parts of the turbine and generator and the hydraulic thrust load. With the continuous increase in size of hydroelectric generating units, machines now are built with thrust loads well above 1000 tons and requiring bearings ten feet in diameter or larger. Continuous trouble-free operation for periods of twenty years or more are desired for the bearings of large hydroelectric units.

Except during the starting period, the pivoted pad thrust bearing operates according to the well-known hydrodynamic theory of lubrication which permits the predetermination of its performance with reasonable accuracy. Alternating slipping between the thrust bearing runner and the supporting structure can result in excessive wear which destroy the accuracy of the bearing surfaces. Such wear can cause undesirable vibrations or damage to the bearing surface which prevents the formation of an adequate oil film. As a result of laboratory tests and experience in the field, it is now possible to make large thrust bearings with a supporting structure which will permit them to operate continuously for long periods of time with practically no wear or loss of adequacy.