水压轴向柱塞泵/马达滑靴副水膜动态特性分析

为了准确获得滑靴底面水膜特性,综合考虑了滑靴的倾覆姿态与磨损形貌,分析了滑靴的受力/力矩情况,基于Matlab软件实现了滑靴副动压水膜的精确求解.结果表明:当柱塞腔压力一定时,滑靴底面膜厚随转速增加而增大,在高压区3点膜厚相差很小,在低压区滑靴存在明显倾斜;在距上死点120°时,转速对滑靴底面压力场影响不大,在距上死点240°时,滑靴底面动压效应随转速增大显著增强.当转速一定时,滑靴底面膜厚和倾斜程度随柱塞腔压力增加而逐渐减小;在距上死点120°时,滑靴底面峰值压力随柱塞腔压力增大而增大,在距上死点240°时,滑靴底面压力随柱塞腔压力增大略有增加.滑靴的中心膜厚和最小膜厚随缸体转速的增加而增大,随柱塞腔压力升高而不断减小,但减小幅度逐渐放缓.该分析可以为水压轴向柱塞泵/马达滑靴副的设计和优化提供指导和借鉴.     

Parametric analysis of thermal effect on hydrostatic slipper bearing capacity of axial piston pump

Hydrostatic slipper was often used in friction bearing design, allowing improvement of the latter's dynamic behavior. The influence of thermal effect on hydrostatic slipper bearing capacity of axial piston pump was investigated. A set of lumped parameter mathematical models were developed based on energy conservation law of slipper/ swash plate pair. The results show that thermal equilibrium clearance due to solid thermal deformation periodically changes with shaft rotational angle. The slipper bearing capacity increases dramatically with decreasing thermal equilibrium clearance. In order to improve the slipper bearing capacity, length-to-diameter ratio of fixed damper varies from 3.5 to 8.75 and radius ratio of slipper varies from 1.5 to 2.0. In addition, the higher slipper thermal conductivity is useful to improve slipper bearing capability, but the thermal equilibrium clearance is not compromised.     

Pressure distribution of combining center cavity slipper for axial piston pump

In order to improve lubricating characteristics of slippers in an axial piston pump, the combining center cavity slipper approach was proposed based on slipper shape and moving characteristic. The cylindrical coordinate was used in the lubricant area and mesh was made. The blockweight approach was implemented to deal with non-coincidence of mesh and shallow recess border in numerical method. The finite control volume method was applied in calculating pressure distribution. The flow conservation equation and film thickness model were resolved through Gauss-Siedel relaxation iteration. The calculation and analysis results indicate that compared to the slipper （1） slip- per pressure distribution is improved; （2） hydrodynamic pressure of the combining slipper is greatly increased; （3） inclining degree is greatly reduced; （4） negative pressure in lubricant film disappear. So the combining center cavity slipper is lubricated better.     

液压轴向柱塞泵容积效率可靠性灵敏度分析

为提高液压轴向柱塞泵可靠性及其性能,研究轴向柱塞泵主要性能指标之一容积效率的可靠性分析方法. 对单个柱塞间隙瞬时泄漏流量进行全面分析,推导出缸体位于任一瞬时角处的柱塞泵泄漏流量和容积效率;结合随机摄动理论、四阶矩技术等建立了轴向柱塞泵容积效率可靠性及可靠性灵敏度分析方法,并用Monte Carlo方法验证了文中所提可靠度分析方法的准确性和合理性. 分析结果表明:液压轴向柱塞泵可靠度随缸体转角周期性波动,当柱塞通过上止点时其可靠度最低,柱塞个数为9时可靠度波动相对较大,但其整体可靠度水平高于8个柱塞;各运动副间隙中滑靴与斜盘和缸体与配流盘之间间隙对可靠度影响较大,柱塞与柱塞腔和滑靴与柱塞球铰接副之间间隙对可靠度影响相对较小. 本文所提方法为轴向柱塞泵在研发设计、工艺及质量控制等环节提供了理论参考.     

柱塞泵斜盘交错角降噪结构优化

为了使斜盘式轴向柱塞泵的流体噪声在各种工况下都能够得到降低,研究并优化了一种柱塞泵斜盘交错角新型降噪结构.柱塞泵斜盘交错角是斜盘绕与斜盘倾角轴和主轴同时垂直的轴旋转形成的角度.交错角不同,柱塞在配流盘过渡区压缩量就不同,从而影响柱塞泵出口流量脉动和流体噪声.基于斜盘交错角降噪原理,建立带斜盘交错角的柱塞泵流量脉动模型,仿真分析了不同斜盘旋转角度对柱塞泵流量脉动的影响,结果表明：交错角旋转角度大于1°,柱塞泵流量脉动上、下峰值降低|旋转角度小于-1°,柱塞泵流量脉动上、下峰值升高|交错角旋转1°可以得到较好的降噪效果,并能在全压力范围内降低柱塞泵流量脉动,转速小于1 000 r/min时可以明显降低柱塞泵流量脉动.仿真模型的有效性通过“二次源法”得到了证实.     

一种抗倾侧滑靴的刚度特性研究

大型倾轴向柱塞泵（马达）的滑靴在工作过程中由于受到离心力及球关节摩擦力的倾侧力矩的作用,往往会发生“倒边”现象,对泵（马达）的性能及寿命造成不良的影响。一种多油室的静压支承结构的滑靴可以避免“倒边”现象的发生。本文对该滑靴油膜的厚度刚度及抗倾刚度进行分析,并得出获得最大油膜刚度的条件。实验证明多油室的静压支承结构的滑靴可以保证滑靴与斜面盘之间的完全油膜润滑,避免“倒边”现象的发生。     

液压马达线接触球铰副的弹流分析

改善曲轴连杆液压马达球铰副的润滑性能是滑靴副静压支承可靠工作的前提条件,为此提出了一种摩擦特性优于现有结构的线接触球铰副结构;在给出速度和载菏求解方法的基础上,应用弹性流动润滑的理论对其润滑特性作了数值计算分析,着重考察了切线张角、球窝母线半径及球头半径对油膜形成的影响。     

表面织构参数对径向轴承流体动力润滑特性的影响

为研究表面织构参数对径向滑动轴承流体动力润滑特性的影响,建立了基于经典雷诺方程的表面织构润滑计算模型,设计了具有不同分布位置和几何参数的长方体形状的表面织构,在施加雷诺边界条件的情况下使用有限差分法求解雷诺方程,分析了织构参数对轴承静态特性的影响作用,其静特性参数包括偏心率、偏位角、最大油膜压力、最小油膜厚度、摩擦力及轴承两侧泄油量。数值计算的结果表明:表面织构可以明显改变油膜压力的分布情况,尤其当织构分布在压力下降区和最大压力附近时;与光滑轴承相比,油膜的压力分布有显著的变化,通常分布在轴承上游的织构,可以使油膜压力的峰值增大。此外,织构在轴承表面的分布位置对轴承的其他静态特性有着不同的影响。     

蜗杆传动参数对最小油膜厚度的影响及其摩擦学公式的设计

基于蜗杆传动的弹流润滑,建立了蜗杆传动的理论模型.采用复合直接迭代法求解最小油膜厚度,并利用MATLAB软件对最小油膜厚度进行了计算,探讨了蜗轮蜗杆的关键性参数对油膜厚度的影响.研究结果表明:在数值选取范围内,最小油膜厚度随蜗杆分度圆导程角、蜗杆头数、转速及蜗轮直径的增大而增大,随蜗杆输入功率和载荷系数的增大而减小; 蜗杆齿顶圆上的最小油膜厚度比齿根圆上最小油膜厚度大; 将本文的强度设计公式(5)和润滑设计公式(8)进行联立计算,得到摩擦学设计公式.     

椭偏参数测量误差对薄膜参数测试精度的影响

为了分析透明均匀介质膜的椭偏方程中所隐含的椭偏参数和薄膜参数（膜厚、折射率）之间的误差关系,提出基于误差传递公式和反函数组定理,通过求出椭偏参数对薄膜参数的偏导在名义膜厚和名义折射率处的值来反求后者对前者的偏导值,进而绘出不同入射角下膜厚和折射率误差与椭偏参数测量误差之间的关系曲线的方法.该法所得结果表明,椭偏参数测量误差导致的膜厚误差和折射率误差并非在同一入射角下达到最小;它们最小时所分别对应的最佳入射角随着入射光波长、薄膜名义膜厚、名义折射率和基片折射率变化而变化;若以各自最佳入射角时所对应测得的膜厚和折射率作为薄膜参数测试值,则能有效提高测量精度.该结论与在激光椭偏仪上的实际测量结果相符.文中方法对分析其他超越方程中多个变量之间的误差关系以及各变量值的优化选取有一定参考价值.     

分形粗糙面的主轴承弹流脂润滑分析

为探究弹性流体动压润滑(弹流润滑)状态下RV减速器主轴承接触表面之间的润滑特性,基于润滑脂的非牛顿特性以及粗糙表面分形理论,提出一种主轴承的点接触弹流脂润滑数值模型。首先,对该模型进行数值求解,得到脂膜压力、脂膜厚度的分布规律;然后,将其分别与其他点接触弹流润滑模型的数值结果和实验结果进行对比,验证了所建模型的正确性;最后,分析了主轴承表面光滑和粗糙状态下流变指数、分形维数、卷吸速度、载荷和润滑脂黏度对润滑性能的影响。结果表明:润滑脂的非牛顿性越明显,脂膜厚度越小且颈缩现象愈加不明显,接触区附近脂膜压力越符合赫兹压力分布,二次压力峰逐渐消失;考虑主轴承分形粗糙表面的弹流润滑特征更切合实际,增大分形维数,接触区真实接触面积增大,有利于降低脂膜压力,增加脂膜厚度;卷吸速度、载荷和润滑脂黏度对脂膜厚度分布的影响显著,对脂膜压力分布的影响较小;脂膜厚度以及最小膜厚越大,主轴承接触区脂膜不易破坏且越容易形成动压润滑。     

同步器同步机理建模与结构影响因素分析

针对同步器结合过程,利用平均雷诺方程和微凸体摩擦原理,建立了油膜压力、微凸体接触力、同步环轴向力、同步力矩4个数学模型,运用4-Runge-Kutta法对油膜厚度和转速差进行耦合数值求解,分析了同步器结合过程油膜厚度、转速差、粘性剪切转矩、粗糙摩擦转矩以及总转矩的变化规律.对同步器结合过程数学模型进行试验验证后,利用所建模型研究了同步环宽度、同步环半径、摩擦锥角以及摩擦材料厚度等因素对同步器结合过程的影响规律.结果表明:同步环宽度增大,粘性转矩和粗糙接触转矩增大,油膜厚度下降速率减缓,粗糙接触转矩响应延迟,同步时间增加;同步环半径增大,粘性转矩和粗糙接触转矩增大,油膜厚度下降速率加快,同步时间缩短;同步环摩擦锥角增大,粘性转矩增大,粗糙接触转矩减小,转速差下降速率变缓,同步时间增加;摩擦材料厚度增大,粗糙接触转矩相应加快,油膜厚度下降速率增大,最小油膜厚度减小,同步时间缩短.     

轧钢机油膜轴承临界轧速与板厚调控分析

板带轧机广泛应用全膜润滑的滑动轴承，由于在轧制过程中轧制速度的变化较大，由此产生动压轴承的膜厚变化，这必然对板厚精度产生影响，本文采用有限元方法求解雷诺方程，对形成动压润滑的临界轧速以及影响板厚精度的轧速与油膜厚度的关系进行计算机数值模拟，以评价不同轧制工况下油膜轴承的承载特性参数，计算得出不同轧制工况下板厚变化预报公式，实现了更为精确的计算机板厚控制。     

谐波齿轮粗糙表面薄膜润滑计算

谐波齿轮传动齿面的润滑状态,考虑到表面粗糙度影响后,用基于平均流动模型的平均雷诺方程进 一步研究,推导薄膜润滑条件下齿面压力和油膜厚度的计算关系,计算剪切膜和挤压膜的数值解,给出齿面最小油 膜厚度曲线。结果表明,齿面表面粗糙度增大,由它所引起的动压效应增强,齿面上的润滑油易存留,能够建立起足 够的油膜厚度。     

液体动压轴承特性分析的实验方法研究

简要说明了液体动压轴承的特性与润滑油的粘度、滑动速度、油膜厚度的关系,从而制定了特性的实验研究方法,通过本实验系统,测出了油膜压力分布曲线,轴承特性值与摩擦系数的关系曲线以及最小油膜厚度的实测值。     

Lubrication in strip cold rolling process

A lubrication model was developed for explaining how to form an oil film in the deformation zone, predicting the film thickness and determining the characteristics of lubrication in the strip rolling process, combined with the knowledge of hydrodynamic lubrication and rolling theories. Various mineral oils with viscosities from 0.032 to 1.6 Pa.s were used to obtain different film thicknesses in the strip cold rolling. Results from the experiment and calculation show that the oil film forming in hydrodynamic lubrication is up to the bit angle and a higher rolling speed or a higher rolling oil viscosity. The mechanism of mechanical entrainment always affects the film thickness that increases with the rolling oil viscosity increasing or the reduction rate decreasing in rolling.     

径向直线槽液体机械密封性能的计算分析

本文计算分析了影响径向直线槽液体机械密封性能的因素,着重探讨了结构设计参数对密封的泄漏率、开启力和槽坝交界处液体压力的影响,发现非槽区膜厚和槽深对它们的影响最为显著;还分析了槽深对液体膜刚度的影响,发现刚度随槽深的增加而迅速降低,说明槽较深时,其动压效果已不明显,此时槽主要产生流体静压的作用。     

滤波减速器轮齿表面瞬态微观弹流润滑模型

针对滤波减速器接触齿对多、齿间润滑状况复杂这一问题,建立了滤波减速器轮齿弹流润滑模型.该模型综合考虑了啮合齿对载荷分配、齿面几何间隙以及齿面加工粗糙度等因素,并采用牛顿(有限元)法实现了该润滑模型的完全数值解,得到了齿间油膜厚度、油膜压力沿啮合线的分布规律以及粗糙度对轮齿润滑特性的影响.结果表明:齿间油膜厚度和压力沿着啮合线变化,且存在着振荡和突变现象;加工粗糙度会导致齿面油膜厚度减小,润滑情况变差;正弦波状粗糙度表面的压力、膜厚值接近于真实粗糙度表面,一定程度上可以采用正弦波状粗糙度模拟齿面真实加工粗糙度.     

电子陶瓷薄膜动压悬浮流延的动压场分析

基于硬磁盘存储系统中磁头相对磁盘的动压悬浮理论的电子陶瓷薄膜流延法是陶瓷薄膜流延领域的一种新技术之一.利用该技术可以在不提高流延系统几何运动精度的情况下流延出超精密和超薄的电子陶瓷薄膜.本文基于流体Reynolds方程建立了流延浆料的流体动压方程,用MATLAB计算并获得流延口的压强分布形态,并且总结出浆料的物理特性、流延浆料输入压强、流延口几何参量以及流延速度对流延动压场分布的影响规律.     

无溢流“∧”型角钢塔板流体性能的研究

近年来,对塔器的大型化,低能耕,大处理量,结构简单,加工容易等方面已成为广大化工科技工作者感兴趣的问题。为此我们对穿流式“V”型角钢塔板性能研究基础上,又对穿流式“A”型角钢塔板流体力学性能进行试验研究。我们在实验中用直径303×6毫米的有机玻璃冷膜塔,用水一空气系统进行了观察和分析流体流过塔板时的流动状态,实验测定了为设计及计算必须的一些数据,经整理提出有关压力降损失,泡沫层高度,清液层高度及雾沫夹带等计算关联式,供设计参考。