计入轴瓦变形的曲轴轴承系统动力学摩擦学耦合分析

以一四缸柴油机曲轴-轴承系统为研究对象,建立了计入轴瓦弹性变形时弹性曲轴-轴承系统的动力学摩擦学耦合分析模型;采用ADAMS和Matlab联合仿真,在额定工况下进行了弹性曲轴动力学和主轴承摩擦学耦合分析;着重分析了计入轴瓦弹性变形时,主轴承摩擦学行为和曲轴动力学响应之间的相互影响.计算结果表明:计入轴瓦弹性变形,主轴承最小油膜厚度大幅度下降,最大油膜压力大幅度上升或小幅度下降,曲轴轴承系统动力学特性及响应也发生变化.     

浮环轴承系统中浮动环作用机理研究

研究了浮环轴承系统中浮动环的作用机理.基于Hirs整体流动理论和Moody壁面摩擦系数方程,从广义不可压Reynolds方程出发,建立考虑外层油膜剪切效应及浮动环弹性变形的浮环轴承系统的新的三维动力学模型,并推导了该模型的微分方程.通过数值算例分析,证明浮动环能较大幅度地降低由大不平衡量引起的油膜刚度和阻尼的高度非线性.随着偏心率的增大.挤压油膜系统的最大正油膜压力出现的位置向气穴油膜系统的正负压区交界处移动.     

计入应力偶效应和空化效应的滑动轴承热流体动力润滑数值研究

基于应力偶理论和Elrod空化算法建立了滑动轴承热流体动力润滑数学模型，数值求解了应力偶流体的Reynolds方程、油膜能量方程及轴瓦热传导方程，考察了应力偶效应对滑动轴承热流体动力润滑性能产生的影响。结果表明：应力偶流体明显地提高了油膜压力，降低了轴承摩擦系数，同时也使端泄流量和轴承的温度场有所改变。     

考虑动载荷和表面粗糙度的渐开线齿轮摩擦因数的研究

 进行齿面摩擦因数的研究,对于减少摩擦损失、改善系统传动性能等具有重要的意义．建立渐开线圆柱齿轮的非线性时变单自由度动力学模型,求解得到动态啮合力和单对轮齿的受力．结合载荷分担概念和弹流润滑理论,得到考虑表面粗糙度和动态载荷的不同啮合位置处的齿面摩擦因数,并与静态载荷条件的结果进行对比．同时分析转速、表面粗糙度和润滑剂黏度等工作条件对摩擦因数的影响．研究结果表明：动态载荷对油膜厚度、油膜承载比例和摩擦因数均有一定程度的影响．进入啮合段,油膜较薄,油膜承载比例较低.退出啮合段,油膜增厚,油膜承载比例增高.转速对摩擦因数的影响并非单调的,摩擦因数先是随着转速的增大显著减小,而后随着转速的增大而增大．随着表面粗糙度的增大,摩擦因数随之明显增大．在一定的黏度范围内,随着润滑剂黏度的增大,摩擦因数随之明显减小．     

柔性铰链可倾瓦轴承动静态特性研究

针对一种新型的椭圆型柔性铰链可倾瓦轴承,在柔性铰链刚度建模的基础上,通过建立轴瓦油膜厚度模型及轴颈和轴瓦的平衡模型,采用有限差分法及牛顿迭代法,研究了柔性铰链可倾瓦轴承中柔性铰链的旋转刚度对轴承的动静态性能的影响规律。研究结果表明:柔性铰链旋转刚度越小,轴承越接近普通可倾瓦轴承,稳定性越好;并得出了适于柔性铰链可倾瓦轴承应用的柔性铰链旋转刚度参考范围,为这类轴承的应用设计提供了参考。     

扰动情况下双油槽圆形轴瓦滑动轴承性能分析

采用FLUENT软件及其提供的气穴模型,计算了双油槽圆形轴瓦滑动轴承的油膜压力分布及气穴存在区域大小和位置,并同其他边界条件进行了对比;讨论了进油压力对轴承的流场和承载能力的影响;利用自行改进的动网格技术对轴颈扰动速度对流场和油膜力的影响进行了非稳态计算。计算结果表明,进油压力对油膜力的影响较大,油膜压力受轴颈扰动速度的影响很大,油膜力与轴颈扰动速度明显呈非线性关系,利用改进的动网格技术可以很好地对轴承的动特性进行分析。论文为今后大扰动条件下转子-轴承系统的非线性动特性分析打下了基础,为滑动轴承的设计提供了一种理论参考依据     

流体润滑工况下复层烧结材料的润滑特性

为解决烧结材料工作过程中形成的动压油膜易渗流进多孔基体进而导致润滑性能变差的问题,采用粉末冶金工艺制备了具有不同孔隙结构的复层烧结材料,以期实现高承载能力与良好润滑性能的统一。首先,基于Darcy定律建立了极坐标下该复层烧结材料的流体润滑模型,利用有限差分法进行数值模拟,考察了不同转速下表面Darcy流动对油膜润滑特性的影响;然后,在油润滑工况下进行端面摩擦试验,以验证模拟结果。结果表明:复层烧结材料的油膜润滑性能明显优于普通单层烧结材料,且在一定孔隙率范围内,随着表层孔隙率降低,复层烧结材料的润滑性能变得更好;计入表面Darcy流动时复层烧结材料的油膜润滑性能相对改善,改善效果随转速增加而渐趋显著;摩擦试验与数值分析所得结论具有较好的一致性。研究工作可为复层烧结材料的摩擦学性能分析与结构设计提供一定的理论基础。      

曲轴开裂原因

采用宏观观察、化学成分分析、力学性能测试、微观分析等方法对某开裂曲轴进行分析。结果表明：曲轴在服役时发生润滑不良,使其与铜合金轴瓦之间相互摩擦,铜合金在摩擦高温的影响下发生异种金属渗入现象,曲轴表面形成较多填充有铜合金的微裂纹,这些裂纹成为疲劳源,最终导致曲轴疲劳开裂。     

汽轮机可倾瓦颤振引发低频振荡问题研究

建立流固耦合动力学仿真分析模型,对可倾轴承上出现的一种与油膜失稳很相似的低频不稳定振动问题进行研究。将可倾瓦块视为可以沿着支点上下移动以及绕着支点摆动的两自由度系统。采用有限差分法求解Reynolds方程得到油膜厚度动态变化情况下瓦块间隙内油膜压力分布,将其合力和合力矩反作用到瓦块上改变瓦块运动。仿真结果得到了试验证实。研究表明,在一定情况下瓦块颤振会引发低频不稳定振动。分析了瓦块间隙、转速等因素对瓦块颤振的影响,比较了瓦块颤振与油膜失稳之间的差别。     

低频大摆幅基础运动对滑动轴承-转子系统动力学特性的影响

考虑了低频大摆幅基础运动及转子在轴瓦内倾斜而产生的非线性油膜力矩等因素,基于拉格朗日方程建立了滑动轴承-转子系统的动力学模型。采用数值方法研究了基础运动对该系统非线性动力学特性的影响。结果表明:转子系统第一次失稳后其动力学分岔特性出现复杂的上下两支拟周期运动,并且第二次出现失稳的转速有所提高;在转子转速较高时,转子的振幅急剧增大,且在拟周期阶段就已经碰触轴瓦内壁而未能过渡到混沌状态。最后讨论了基础运动的摆动频率和幅值变化对系统动力学特性的影响。上述结论有助于认识低频大摆幅基础运动下滑动轴承-转子系统的运动规律。     

MCL402压缩机径向轴承的设计验算

本文针对我公司离心式压缩机MCL402径向支撑轴承出现温度高,对径向轴承设计验算平均压力P、滑动速度V以及PV值;对径向轴承轴瓦刮研修复,根据轴的旋向,扩大润滑油入口过渡圆弧,保障油膜的形成,避免支撑瓦出现胶合现象。     

Jeffcot转子-滑动轴承系统不平衡响应的非线性仿真

本文用动力仿真法考察了 Ｊｅｆｆｃｏｔ 转子椭圆轴承系统的不平衡响应。计入了轴承油膜力的非线性。仿真计算前,先以非定常雷诺方程和雷诺破膜条件为依据,生成了轴瓦非定常油膜力数据库。用龙格库塔法对运动方程作步进积分,同时反复对轴瓦力数据库进行插值以获得轴承力的瞬时值。考察了支撑于一对椭圆轴承上的 Ｊｅｆｆｃｏｔ 转子的不平衡响应。所得的动力学行为以及转子和轴颈的涡动轨迹,均与线性动力学（以轴承的线性化动特性系数为依据）所得的结果相比较。两者虽在很小的不平衡量下吻合良好,但凡当不平衡量不是很小时就有显著差别。可见有必要计入油膜力的非线性,特别是当需要计算大不平衡量下的不平衡响应时。     

动载荷作用下的轴颈涡动与滑动轴承瞬态油膜力耦合机制研究

滑动轴承瞬态油膜力既是转子-轴承系统阻尼的主要来源,也是导致机组稳定性下降的重要原因。针对大扰动下的动网格更新问题,采用一种适用于固定瓦轴承的新型结构化动网格技术,建立了动载荷作用下滑动轴承非线性瞬态油膜力的CFD模型,该模型中采用"全空化模型"描述润滑介质的空化。针对圆柱形轴承和多油楔滑动轴承分析了轴颈涡动与瞬态油膜力之间的相互作用机制。结果表明:非线性油膜力支撑下,计算得到静平衡位置结果与试验结果的偏差小于2.5%,说明了该模型可以较为准确的描述转子-滑动轴承系统;非线性油膜力支撑下,动载荷对于转子稳定性有明显影响,当动载荷较小时,在轴颈涡动过程中油槽会严重削弱径向、切向油膜力;随着动载荷的增加,油槽的作用减小,径向、切向油膜力逐渐增加,进而抑制半速涡动;对于多油楔滑动轴承,油槽的影响相对较小,故而油膜力可以提供足够的刚度和阻尼,以保持较高的稳定性。     

聚合物溶液对水驱后残余油驱替的微观机理研究

聚合物驱油是一种日趋成熟的提高油田采收率的方法本文基聚合物溶液的粘弹特性,建立了粘弹性流体驱替残余油膜过程的物理模型及流动方程,并对残余油膜驱替的动力学进行计算分析。通过对残余油膜驱替效率的计算曲线分析可得,残余油膜越薄越难被驱替,油膜界面张力越低、聚合物溶液的粘弹性越大,越有利于油膜的驱替,适当增加聚合物溶液的粘弹性,可适量放宽驱替薄油膜对超低界面张力的要求。     

1#汽动鼓风机风机轴瓦更换

在包钢热电厂1#鼓风机中修更换轴瓦过程中,并没有按照传统检修理论,人为的消除轴瓦瓦垫与轴承座之间存在的间隙,而是遵循着客观事实将间隙控制在一定范围内。为今后同类型机组的检修积累了宝贵的经验。     

一种基于波段比值法的海面厚油膜评估方法

激光诱导荧光(LIF)技术是目前较为有效的海面溢油探测技术之一,然而基于该技术的油膜厚度反演算法目前仅适用于薄油膜(≤20μm)。鉴于此,建立了一种基于LIF技术利用油膜荧光信号评估较厚油膜厚度的双波段比值模型,利用油膜荧光光谱的波形特性反演油膜厚度并论证了该算法的适用范围。实验数据得出,当油膜较薄时反演结果误差较大,随着油膜厚度增加误差逐渐降低,当油膜荧光信号趋于饱和时,误差较大且随油膜厚度的增加而快速变大。实验结果表明,该算法可以有效评估200~1400μm范围内的海面溢油油膜的厚度,并可以利用油膜荧光信号的测量相对误差评估该算法的适用范围。     

减少离心泵电机的烧轴瓦次数

我队有一座高压离心注水泵站,工作原理是把从二酋站来的低压水通过泵的升压,变成高压水,再输送到各个配水间,由注水井注入井底。三台泵的型号是DF180-150．9DF140-150＊9DF160-150＊9型高压离心泵,带动泵运行的电机都是YSKY1000-2,电机的轴承通过连轴器带动泵的轴承做高速运转,轴承的支撑依靠轴瓦,轴瓦分为上瓦和下瓦,上瓦和下瓦在轴瓦座里进行台瓦,轴瓦座里加入了起润滑作用的适量机油。     

钟罩检定中油膜厚度的研究

利用物理化学流体动力学,对钟罩检定中的油膜滞留现象进行分析,建立了油膜流动的准一维流体动力学模型。推导了油膜平均厚度的表达式,计算结果和以往的理论分析和实验数据比较吻合。由于钟罩提升后需要静置,油开始下流,油膜减薄。在此基础上,建立了非稳态的油膜下流动力学模型,并对此进行了数值求解。结果表明,需要30min油膜厚度减薄至小于0.04mm。因而在钟罩检定过程中,需静置充分长的一段时间,等待油膜充分下流,尽可能减小钟罩内部体积的"流空误差"。     

浮环轴承系统中浮动环涡动运动研究

研究了浮环轴承中内、外层不平衡油膜力作用下浮动环的运动情况。从广义不可压Reynolds方程出发,推导了浮环轴承内外层油膜的瞬态控制方程,结合Hirs整体流动理论和Moody壁面摩擦系数方程,获取浮动环的运动方程,通过算例,较为深入地研究了浮环轴承系统中浮动环的涡动特性：浮动环质心稳定状况下运动轨迹呈椭圆形分布,且幅值随轴颈偏心率增大而增略呈减小趋势。     

汇流传动齿轮-转子-轴承系统非线性动力学分析

考虑齿侧间隙、传动误差和时变啮合刚度等非线性因素,并同时考虑滑动轴承非线性油膜力和齿轮啮合力的耦合影响,建立了汇流传动齿轮-转子-轴承系统的动力学模型。从转速方面出发,研究了齿轮系统的非线性动态响应,分析了齿轮啮合力和非线性油膜力之间的耦合作用,判断了转速变化下的油膜稳定性。结果表明：随着转速变化,系统表现出周期一运动、周期二运动、拟周期运动,混沌等丰富的动力学特性,并发现了拟周期分岔通向混沌的道路;随着转速升高,非线性啮合力和非线性油膜力先后对系统振动起到主要作用;油膜振动通过半频涡动失去了稳定性。