凸舌油槽对摆线转子泵脉动特性的影响

为了改善摆线转子泵流场脉动特性,建立一种具有增加极限进出油面积的凸舌油槽结构模型。采用数值模拟方法,对凸舌油槽结构的摆线转子泵模型内部流场进行计算,分析了凸舌油槽结构对转子流体内部齿顶处、齿根处及最大啮合容积处压力脉动的影响,研究了转子轴向压力不均匀度以及轴向流场特性。结果表明:凸舌油槽结构能够有效改善摆线转子泵流场压力脉动;在齿根处压力脉动下降约25%,最大啮合容积处压力脉动下降约54. 2%,对齿顶影响不大;齿根处轴向不均匀度约3. 5%,齿顶处约17. 9%,最大啮合容积处约3. 1%;齿间容积越小,轴向流动阻力越大,使得高压流体沉积,导致轴向存在不均匀度。     

螺旋转子泵性能测试

目的测试、分析高速螺旋转子泵在不同转速下的性能。方法对高速螺旋转子泵进行三维建模,并建立其理论流量数学模型,进行样机试制及装配。搭建螺旋转子泵性能测试硬件及软件系统,通过Labview对信号进行控制和采集。结果螺旋转子泵实际流量与流量波动随着转速的升高呈线性增加,流量波动从转速为2700 r/min时的0.43 L/min增大到转速为8400 r/min时的1.76 L/min。螺旋转子泵转速小于5800 r/min时,转速增加与实际流量增加基本呈线性关系,当转速超过7000 r/min时,实际流量基本不再增加。结论螺旋转子泵的实际输出流量及流量波动随转速增加而增大,实际输出流量的增大提高了螺旋转子泵的输出压力,而流量波动的增大降低了螺旋转子泵的稳定性。     

多齿轮耦合复杂转子系统的振动特性分析

本文探讨了多对齿轮耦合对齿轮转子系统动力学特性的影响程度,以压缩机转子系统为例,对整个耦合系统进行了安全校核。首先,基于有限元法,建立了通用的弯—扭—轴—摆斜齿轮耦合动力学分析模型,此模型中考虑了啮合刚度、方位角、啮合角、螺旋角以及主动轴转动方向对齿轮啮合刚度矩阵的影响;接着,对系统进行了固有特性分析,得到了系统的临界转速和安全裕度表;然后,基于模态叠加法,对系统进行了不平衡响应分析,对比了考虑齿轮啮合前后系统各位置处的不平衡响应变化曲线。研究结果表明,对于多对齿轮啮合的系统,齿轮间的耦合使系统之间的振动强烈,必须考虑齿轮耦合的影响,并且要结合固有特性以及瞬态响应分析来判断临界转速和振动峰值的大小。     

高速齿轮转子系统弯扭耦合振动研究

针对实际高速齿轮转子系统,建立了考虑齿轮啮合及扭转作用的弯扭耦合非线性振动模型,推导了不平衡转子弯扭耦合振动的动力学微分方程,通过数值仿真方法得到了工作转速下齿轮转子系统弯扭耦合振动的特征图形,得出齿轮啮合、扭转作用下的齿轮转子系统弯扭耦合振动的特征,研究了偏心距、齿轮啮合刚度等参数对系统振动响应的影响规律,为齿轮转子耦合系统的结构优化设计、诊断和安全经济运行提供一定的理论依据.     

考虑延长啮合时齿轮参数振动稳定性研究

考虑因轮齿受载弹性变形引起的轮齿延长啮合效应时,将使得啮合刚度随时间变化形式发生改变,而这一变化对于系统的动态特性产生重要影响.在考虑轮齿延长啮合时齿轮参数振动稳定性的变化情况,首先建立齿轮副参数振动分析模型,进而研究了系统稳定性分析方法,主要是状态转移矩阵的确定和稳定性判据;在此基础上,以实际应用的高速重载齿轮副为例讨论了延长啮合与否系统稳定区间的变化情况,同时还考虑了系统阻尼的影响.研究结果表明;轮齿延长啮合作用使得低转速和高转速范围内的各不稳定区减小,而对于中等转速范围内,考虑延长啮合使得不稳定区变大.     

汽轮机-行星齿轮减速器耦合动力学特性分析

大功率齿轮箱是船舶轮机系统的重要设备之一,汽轮机通过齿轮箱将动力输出,齿轮系统与转子系统耦合在一起。为研究齿轮的啮合与振动对转子系统动力学特性的影响,针对某船舶动力系统,利用有限元法分别建立转子系统与转子-齿轮耦合系统的动力学方程,考虑齿轮系统的时变啮合刚度,求解并对比两种模型的振动特性。计算结果表明,齿轮的振动会降低转子系统的支撑刚度,使转子系统的临界转速降低,并增大振动响应幅值。另外,齿轮啮合刚度的时变性引起的振动属于参激振动,这种高频激励会传递到转子上。为了更精确计算整个轮机转子轴系动力学特性,需要考虑与转子相耦合的齿轮系统的振动。     

双转子流量计转子的设计与仿真

针对常用容积式流量计存在的体积大、零件磨损、流量脉动等问题,根据齿轮啮合原理,设计出了采用圆的外摆线和长幅外摆线组合而成的螺旋转子端面齿廓,并推导出了螺旋转子副的啮合重合度的计算公式。在此基础上,利用UG建立了一对相互啮合的螺旋转子的三维实体模型,并对其进行了运动仿真实验。仿真结果表明两螺旋转子转动平稳,啮合良好,对双转子流量计的进一步设计具有指导意义。     

复杂激励下复合行星传动系统频率耦合与耦合共振研究

建立了考虑时变啮合刚度、啮合间隙、啮合误差等多种非线性因素的复合行星传动系统动力学模型,研究了发动机时变转矩输入、定值转矩输入等不同外界激励与多种内部非线性激励同时作用下对复合行星传动系统频率耦合的影响。在此基础上,对外部激励、内部激励以及内外部耦合激励引起的低频、高频以及低高频耦合产生的系统扭转共振问题进行了分析。结果表明:在定值转矩驱动时,齿轮啮合力与主轴剪切力的主要频率成分都为啮频及其倍频;在时变转矩驱动时,齿轮啮合力在各转速下的主要频率成分都为啮合相关频率,而主轴剪切力的主要频率成分随转速提高逐渐由啮合相关频率转变为发动机各谐次频率;系统共振转速带中,由啮合频率及其耦合频率引起的共振转速主要集中于中低速工况,而发动机激励引起的共振转速主要集中于中高速。     

含齿面剥落缺陷影响的共轴对转轮系振动特性分析

针对某型无人直升机共轴对转主减齿轮箱设计,采用集中参数法建立该齿轮箱中多级斜齿轮传动系统25自由度动力学模型,模型中考虑了时变啮合刚度、轴承支承刚度、传动轴扭转刚度以及啮合误差的影响。分析了输入转速和高速级齿轮齿面剥落缺陷尺度、位置对传动系统动态特性的影响规律。研究表明,上下旋翼轴齿轮副动态啮合力波动较大,上旋翼轴齿轮副动态啮合力波动幅度是下旋翼齿轮副的1.7倍;随着转速增大,各级齿轮副动态响应中的2倍输入级啮合频率的幅值提升最显著;当高速级齿轮齿面出现剥落缺陷,啮合频率附近会出现边频带,振动冲击随着缺陷尺寸的增大而增大;在不同的缺陷位置中,位于双齿啮合区与三齿啮合区交界位置,缺陷产生的振动冲击幅值最大。研究结论为无人直升机共轴对转主减齿轮箱的减振降噪,故障诊断提供了理论参考。     

真实齿面的螺旋锥齿轮动传动误差研究

基于螺旋锥齿轮系统动力学、几何性质,提出了一种分析真实齿面螺旋锥齿轮传动误差的方法。该方法是基于ABAQUS软件,考虑了材料阻尼、转速、惯量等因素,进行了有弹性支撑的真实齿面的螺旋锥齿轮动传动误差分析。对比真实齿面(含齿面误差的齿面)啮合和纯理论齿面啮合的动传动误差,结果表明齿面误差对动传动误差的影响较大。改变齿轮的转速发现:转速越快,齿轮啮合初期传动误差值波动越大。加入弹性支撑系统后,动传动误差值变大且齿轮啮合前期波动更剧烈。通过研究,为螺旋锥齿轮系统的振动、噪音控制提供了一个重要的研究方法。     

高速螺旋油楔滑动轴承空穴机理的实验研究

采用透明轴承和高速相机对高速螺旋油楔滑动轴承的空穴特性进行了实验研究。研究了主轴转速和供油压力对轴承油膜的空穴形状、空穴位置和空穴条数的影响,给出了油膜再形成位置的参数方程。结果表明,通过油膜破裂区域的情况能证明油膜最小间隙的位置;油膜存在着长条状的空穴,随着供油压力的提高,油膜破裂位置沿着轴的转动方向迁移,空穴面积变小,因而提高润滑油的供油压力可以改善润滑质量     

方孔多孔板水力空化杀灭大肠杆菌的实验研究

旋转型水力空化反应器因其空化强度大,空化率高,已被广泛应用于杀菌消毒,污水处理等工业领域。文章提出一种弧形转子,通过数值计算分析弧形转子与原转子在不同转速下反应器内部空化性能,分析定子与转子之间的相互作用,研究改变弧形转子叶片入口安装角对反应器内部空化性能的影响。结果表明,在不同转速下,弧形转子均极大提高反应器内部空化强度,提高空化率。转子区域,空化发生于转子叶片吸力面,与低压区相对应;定子区域,转子叶片转过定子盲孔时,对流体进行强剪切,盲孔内部与进出口分离区压力降低涡量增大,发生剪切空化以及涡空化。增大叶片入口安装角度可以极大增加空化强度,提高反应器性能。

     

多轴齿式离心压缩机转子系统耦合振动特性分析

以某五平行轴齿式离心压缩机为研究对象,建立多平行轴齿轮耦合转子系统有限元模型。采用数值方法,在考虑齿轮耦合与不考虑齿轮耦合两种情况下分别对系统运动方程进行求解,得到系统横向及轴向振动的固有频率和振型,在考虑陀螺力矩的情况下计算系统临界转速值并绘制Campbell图,进而详细分析齿轮啮合作用对多平行轴转子系统动力学特性的影响。研究表明齿轮的耦合作用会使系统派生出新的固有频率及耦合振型,整体系统表现为原有单轴的固有特性与耦合特性两种模式,系统出现新的临界转速值,同时分别指出齿轮耦合作用对系统横向振动和轴向振动的不同影响以及派生频率的来源。     

高压液体流量标准装置研制

为解决民用飞机高压液压油流量计校准问题,研制了高压液压油流量标准装置,标准装置采用高压柱塞泵提供流量源,通过变频调速和比例控制阀配合调节的方法实现流量装置的流量和压力宽范围调节,标准装置以活塞式体积管作为主标准器,实现了高压条件下的流量计校准。利用该标准装置对圆柱齿轮流量计在变压工况下进行校准试验,高压工况下流量计仪表系数与常压工况相差超过5%,证明开展高压变压下流量计计量性能及修正方法研究的重要性,该标准装置的建成为高压下流量计校准及计量性能研究提供了有效的手段,具有很高的实用价值。     

多轴系耦合作用下齿轮系统转子裂纹故障的振动特性研究

为了探究多轴系耦合齿轮系统中的转子裂纹故障与单轴系转子裂纹故障振动响应特性的异同点,基于Jones轴承建模理论,建立滚动轴承的拟静力学模型;利用Timoshenko梁单元建立传动轴的有限元模型;考虑时变啮合刚度、齿轮传递误差、陀螺效应等因素,利用集中参数法建立齿轮副的动力学模型。将轴承、传动轴与齿轮副模型进行集成,建立齿轮系统非线性动力学模型;利用能量释放率理论与应力强度因子为零法分析裂纹转子单元的呼吸效应,利用Newmark-?数值积分法对转子裂纹故障进行动力学仿真,研究转子裂纹故障的振动响应特征。结果表明：与单轴系转子裂纹故障不同,当齿轮系统发生转子裂纹故障时,由于齿轮啮合的引起的耦合效应及转子裂纹引起的呼吸效应,时域响应表现出明显的幅值调制现象,频域中转频及其2倍频幅值增加明显,在啮合频率处伴有明显的边频带。研究结果为齿轮系统转子裂纹故障的监测与诊断提供了理论基础。     

上悬臂带弹支的高速转子振型平衡方法

提出一种具有弹性支承悬臂高速转子 (如碟片式分离机 )的快速整机动平衡技术的原理和方法。在理论上分析了这类转子进行振型分理平衡的可行性 ,并给出了满足平衡一、二阶振型在转鼓上、下加重面上加重的比例。经此方法平衡的离心机 ,平衡精度高 ,能在整个操作转速的范围内平稳运行     

高温高压下超级13Cr不锈钢抗CO2腐蚀性能

为了推进超级13Cr不锈钢在油气田中的应用,用高温高压釜系统模拟了油气田腐蚀环境,研究了超级13Cr不锈钢在动静态环境中高温高压下的CO2腐蚀行为,利用扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪等对超级130r不锈钢表面腐蚀产物的形貌及成分进行了分析。结果表明：动态腐蚀时超级13Cr不锈钢的腐蚀速率随温度的升高而增大,150℃时最大,此后腐蚀速率随温度的升高而下降;静态腐蚀速率随温度的升高呈上升趋势;动态腐蚀速率高于静态的,动静态平均腐蚀速率均较小,属于轻度或中度腐蚀,在油气田的安全使用范围之内;动静态腐蚀时超级13Cr不锈钢表面均生成均匀、致密的钝化膜层,表现为均匀腐蚀,腐蚀产物成分为不锈钢基本成分,未发现CO2腐蚀产物,超级13Cr不锈钢具有良好的抗高温高压CO2腐蚀性能。     

基于时变载荷的齿轮摩擦功率损失计算研究

应用齿轮啮合原理、齿轮接触分析和摩擦学理论,提出考虑齿轮瞬态啮合过程中传动效率随齿面接触载荷时变的齿轮摩擦功率损失计算方法;建立了啮合齿面间的相对运动速度、接触压力、滑动摩擦系数及摩擦功率损失的计算模型,并编制了计算程序;分析了齿轮几何参数、运行工况及润滑油温度等对齿轮摩擦功率损失的影响规律.研究结果为齿轮传动及其润滑系统的合理设计提供理论依据.