往复柱塞泵转套式配流系统润滑性能研究

针对阀式配流系统存在噪音大、成本高、结构松散等缺点,本文耦合了Fluent软件和Fortran编程的方法,对往复柱塞泵中转套式配流系统润滑性能进行研究。将该配流副视为特殊的滑动轴承,讨论在不同时刻下,半径间隙对润滑膜最小膜厚的影响和宽径比对润滑膜承载能力的影响。研究结果表明,在3个时刻下,最小膜厚随半径间隙的增大而减小;承载能力随宽径比的增大而增大,当宽径比从0.75增加到1.4时,润滑膜的承载能力显著增加,但当从1.4增加到1.5时,承载能力增加不显著,因此,求得给定工况下半径间隙和宽径比的最佳取值区间为1.25～1.4。该研究为往复柱塞泵转套式配流系统的配流副润滑设计提供了方法。     

转套式配流系统闭死角对工作脉动的影响研究

为了降低转套式配流系统在转换过程中出现的冲击现象和噪声,本文根据配流系统配流特征,分析了泵腔在两个阶段中闭死升压和降压的数学模型。同时,为改善配流系统工作中液压冲击现象,选取最佳闭死角,并利用仿真软件Fluent,对配流系统工作循环中流量和压力变化进行数值模拟。仿真结果表明,当闭死压缩角为3°时,对流量特性及泵腔压力脉动的影响最小,且最接近理论分析;在任意膨胀阶段,泵腔内部都出现了不同程度的空化现象,且膨胀角越小,流量脉动越大,综合考虑膨胀角选取2°最合适。该研究为转套式配流系统确定闭死角的大小提供了理论依据。     

径向滑动轴承的水润滑分析

针对工程中润滑膜膜厚难以直接准确测量问题,本文采用数值分析方法,研究了工况参数对水润滑径向滑动轴承成膜性能的影响。给出了径向滑动轴承的几何关系,忽略水润滑径向滑动轴承密度与粘度变化,建立数学模型,将数学模型无量纲化后再进行求解及离散,根据离散的控制方程,利用FORTRAN语言进行编程,同时采用高斯-赛德尔迭代法进行迭代,并用ORIGIN软件进行分析。结果表明,随着卷吸速度的增大,偏位角增大,偏心率减小,最小膜厚增大;随着载荷参数的增大,偏位角减小,偏心率增大,最小膜厚减小。该研究对此类摩擦副的润滑设计具有一定的参考意义。     

有限长轴颈轴承的弹性流体动力润滑分析

为研究变形对有限长轴颈轴承弹流润滑特性的影响,利用Winkler弹性基础模型对其进行分析,使用压力和膜厚双重迭代方法进行数值模拟求解。其结果表明:载荷越大,刚性轴承与柔性轴承的油膜压力和厚度差异越大;在轴承表面变形的条件下,随载荷的增大,偏心率随转速增大而减小的幅度变小,偏位角随转速增大而增大的幅度亦变小;随转速的增大,偏心率随载荷增大而增大的幅度变大,偏位角随载荷增大而减小的幅度亦变大。此外,还研究了在定载荷条件下轴承宽度、厚度、润滑油黏度、间隙等参数对油膜压力、厚度及破裂位置的影响规律。该研究成果可为轴颈轴承的设计及其性能计算提供相应的理论参考。     

球活塞式液压泵锥形配流副自适应润滑特性

在广泛应用于液压泵中的端面配流和轴配流的基础上,提出一种应用于球塞泵中的锥形配流方式,对受到冲击载荷的工作状态下配流轴的动态变化规律进行研究.根据其结构原理推导出润滑模型,对配流轴进行受力分析,建立关于配流轴的在轴向和径向两个自由度的动力学模型.通过对动力学方程的数值求解,得到配流轴位置随冲击载荷的变化规律,发现配流轴相对缸体的偏心率以及配流间隙经过波动后能够在较短时间内建立新的平衡状态.配流轴这种不依靠外力由震荡恢复稳定的能力体现了自适应的润滑特性,保证了球塞泵工作的可靠性.     

轴向柱塞泵平面配流副的摩擦转矩特性试验研究

为研究配流机构工况参数对摩擦转矩的影响,根据轴向柱塞泵配流机构的受力特点,给出配流盘与缸体转子之间固体或边界润滑、全空间油膜润滑状态下的摩擦转矩构成及相应的理论计算.在不同油膜厚度、配流副转速下实测配流副的摩擦转矩变化,结合缸体转动周期讨论摩擦转矩变化过程及与配流副磨损形式的对应关系.结果表明,载荷是配流副摩擦转矩变化的根本因素;配流副正常磨损通常表现为配流盘吸油槽与压油槽间的不均匀磨损;油膜厚度对摩擦转矩的影响显著,但并不是单调反比例关系,5 μm的油膜厚度引起近10%的摩擦功率损失.由配流副摩擦转矩的实测及与理论计算的对比,得出配流副摩擦转矩造成的整泵机械功率损失.     

三叉杆万向联轴器的点接触润滑特性分析

为了控制滚珠轴承与滑块之间的点摩擦,提高三叉杆滑块式万向联轴器在汽车传动轴系统的工作效率,因此研究三叉杆滑块式万向联轴器在润滑脂情况下的润滑特性。本研究以弹流润滑点接触理论为基础,采用多重网格法对Ostwald方程进行量纲一化,得出量纲一化后的Reynolds方程,然后对Reynolds方程进行差分处理,得出差分处理后的润滑脂油膜厚度公式和载荷公式。研究结果表明:三叉杆滑块式万向联轴器的润滑特性与输入轴频率、载荷、输入输出轴夹角、滚珠半径和压黏系数有关,润滑脂的膜厚和压力随着输入轴频率、输入输出轴夹角和滚珠半径的增大而减小,而随着载荷和压黏系数的增大而增大。本研究为三叉杆滑块式万向联轴器在汽车传动轴系统应用时控制摩擦磨损提供理论依据和技术支持。     

不同参数对滑动轴承动态特性的影响分析

液体动压滑动轴承对汽轮发电机转子系统的动态性能和运行稳定性有着至关重要的影响.基于润滑流体两相流理论,运用Fluent建立了滑动轴承的稳流和湍流三维CFD分析模型.仿真分析不同转速、进油压力、载荷和偏心率等关键参数对滑动轴承的油膜压力分布、油膜破裂和气穴分布特征等动态特性的影响规律.结果表明随着转速的增加,正、负压区的面积大小成反比变化,偏心率对油膜的动态特性影响较大.在转子高速运转时,适当增加油口进油压力以平衡转速致使油膜气化比例的增加,从而防止油膜破裂,有利于提高油膜的承载力和转子系统的运行稳定性.计算结果为运转状态下液体动压滑动轴承的动态性能分析提供了参考数据.     

转套式配流系统内部流场空化现象研究与分析

针对转套式配流系统工作时流场内部局部压力降低,产生低压区以及出现低于绝对零压的现象,本文利用空化模型模拟流体的压力分布,并分析了空化对系统的影响。同时,对空化产生的机理与模型进行分析,根据转套式配流系统的结构特征建立流体模型,根据仿真要求对配流系统流体域进行参数设置,并在仿真过程加入空化模型,设置流体饱和蒸汽压。仿真结果表明,配流系统工作过程中在高压区向低压区的过渡位置出现了空化现象,气泡被带入低压区,对配流系统元件的气蚀现象不明显,但会降低容积效率,说明空化对配流系统造成一定影响。该研究对进一步研究容积效率指明了方向。     

直线电机抽油泵流场数值研究

将直线电机置于井下,直接驱动柱塞泵举升原油,有利于提高系统效率和节能.根据直线电机抽油泵结构,结合柱塞和阀球运动模型,运用动网格技术和自编程UDF模块对Fluent进行二次开发,实现了柱塞和阀球运动与流场的耦合求解.可以确定泵筒内任意计算时刻流场状态,揭示了柱塞往复运动过程中泵筒内部流场演化、阀球运动和流场特性.计算结果与实验结果吻合较好,为研究新型抽油泵提供了参考和依据.     

入口压力与转套式配流系统空化特性关系研究

针对转套式配流系统的容积效率下降所产生的振动和噪声,本文主要对凸轮槽型线及入口压力与转套式配流系统空化特性之间的关系进行研究。提出了4种凸轮槽型线,建立了配流系统的Singhal空化模型,并在YST380W型液压综合实验台上进行空化特性仿真实验。仿真结果表明,线性型线空化现象最弱,增大入口压力,线性型线的空化强度最低,样条型线下降趋势最明显;空化占比随入口压力的增大而减小,线性型线的空化占比最低,配流口处样条型线空化占比降低趋势明显,泵腔中样条型线和反正弦型线凸轮槽下降幅度较大;容积效率均随入口压力升高单调递增,线性型线的容积效率最高,且始终保持在92%以上。实验容积效率变化趋势与仿真模拟时基本一致,由于加工误差及转套与油壁之间强剪切作用等因素,实验数据略低于仿真模拟,最大误差为3.2%,在允许范围内。该研究为转套式配流系统的进一步优化设计提供了理论基础。     

载荷和供油压力对浮环轴承润滑影响的理论研究

针对浮环轴承双层间隙的结构特点,建立了其润滑模型.在考虑供油压力和油膜破裂的情况下,通过求解基于长轴承理论的雷诺方程,得到了内外油膜周向压力分布情况,并推导了油膜力的解析表达式.在给定浮环轴承结构参数的情况下,利用Matlab软件对润滑模型进行了计算和仿真.分析了诸如载荷、供油压力、转子转速等参数对浮环轴承静平衡位置、油膜连续性以及轴承内间隙润滑的影响.得出了较大的外载荷会导致较大的外油膜偏心率和外油膜空穴区扩大,而供油压力主要影响外油膜的偏位角的结论,并指出载荷的加大会使进入内间隙润滑油量在很宽的转速范围内减小,有可能会导致内膜贫油情况的发生,而增大润滑油注油压力会有效缓解这一现象的发生.     

基于湍动能的转套式配流系统流场特性分析

为了分析转套式配流系统内部流场动能损失及耗散情况,本文以配流系统全流场为研究对象,基于湍动能求解雷诺应力,采用专业流体软件Fluent模拟其流体域内部湍动能分布、流速分布和流量脉动情况,并详细分析了三者之间的关系及湍动能分布对流速与流量脉动的影响。分析结果表明,湍动能大小分布与流速大小分布特性基本吻合;流场内部动能损失较大,流动不稳定点出现在进、排流质转换瞬间,且在转换瞬间出现较大流量倒灌现象。该研究具有重要理论意义和工程应用价值。     

线接触部分弹性流体动力润滑的研究

本文获得了中轻载及重载工况下粗糙表面间的等温部分弹流线接触问题的完全数值解,求得了在有表面粗糙影响的条件下,线接触润滑的流体动压力和粗糙度接触压力、油膜厚度以及接触载荷,并且研究了粗糙度及其纹理方向对线接触弹流润滑中的接触载荷、中心膜厚、最小膜厚以及二次压力峰的大小和位置的影响,同时也研究了部分弹流润滑条件下,各种工况参数变化对润滑性态的影响。     

考虑振动的内啮合齿轮副润滑特性分析

为探究动载荷作用下行星齿轮的热弹流润滑特性,综合考虑变位系数和时变啮合刚度的影响,基于动力学理论,建立行星齿轮系统的动力学模型,分析振动与静载荷作用下变位齿轮系统的热弹流润滑特性.研究表明:与其它传动类型相比,采用正传动时,行星齿轮与内齿轮啮合时的润滑效果最佳,轮齿间可以形成较厚的润滑油膜,轮齿间的摩擦系数、油膜的最高...     

不同轴瓦结构滑动轴承-转子系统的稳定性

针对可倾瓦滑动轴承稳定性机理研究方法不完善的问题,提出可倾瓦滑动轴承三维润滑流场计算方法.该方法基于计算流体动力学软件FLUENT、结合自行开发的动网格算法可对可倾瓦滑动轴承三维润滑流场进行瞬态计算,与转子动力学计算耦合可以得到可倾瓦滑动轴承-多圆盘转子系统在不同转速下的轴心轨迹.对可倾瓦滑动轴承-多圆盘转子系统进行不同转速下的振动试验,测试轴颈的振幅以及涡动中心的偏移情况.结果表明,相比常规固定瓦滑动轴承(圆柱、椭圆和三油楔轴承),可倾瓦滑动轴承得到的轴心轨迹幅值更小、涡动中心沿载荷作用方向下沉更低且偏位角几乎为零,试验结果与理论计算吻合一致.     

考虑弹流润滑效应的高速角接触球轴承刚度特性研究

高速角接触球轴承的刚度特性对航空发动机转子系统的动态特性有着重要影响。为获得油润滑条件下角接触球轴承刚度特性,需要考虑弹流润滑效应对轴承刚度的影响。基于Jones拟静力学模型,建立了考虑弹流润滑影响的耦合滚动体/套圈接触刚度和油膜刚度的滚动轴承刚度计算模型。应用滚动轴承刚度计算模型分析了弹流润滑效应对角接触球轴承刚度的影响规律。研究结果表明:与不考虑弹流润滑效应的情况相比,考虑弹流润滑效应的角接触球轴承刚度有较明显的降低;较之轴承轴向刚度,轴承径向刚度对弹流润滑效应更为敏感;在考虑弹流润滑效应的情况下,润滑油动力黏度和黏压系数的增大均使得轴承刚度减小,黏温系数的增大仅使得轴承径向刚度增大,但对轴向刚度几乎没有影响;随着转子转速的升高,弹流润滑效应对轴承径向刚度的影响愈加明显,但对轴向刚度的影响逐渐弱化;随着轴向载荷的增加,弹流润滑效应对轴承刚度的影响缓慢增大;随着径向载荷的增加,弹流润滑效应对轴向刚度的影响缓慢减小,而对径向刚度的影响则几乎保持不变。     

通用型双圆弧齿轮齿根应力分布规律的电测研究

本文是在封闭流试验台上,用微型电阻应变片测量通用型双圆弧齿轮的7种螺旋角的齿根应力。在不同的载荷下,测得齿根受拉侧应力沿齿长方向的分布规律及螺旋角对齿根应力的影响,初步求得螺旋角与最大应力的关系式及载荷与最大应力的关系式,为提供制订双圆弧齿轮的齿根强度计算式及齿形设计参考。     

新型三叉式万向联轴器等温弹流润滑特性分析

针对原先的三叉式万向联轴器在使用中产生的摩擦、磨损、润滑问题,提出一种将原有的面接触滑动摩擦改成点接触滚动摩擦的新型三叉式万向联轴器结构;为保证新结构在传动轴上应用时的稳定性、可靠性及耐久性,对其进行等温弹流润滑特性分析。建立改进后新结构的接触模型,对其进行点接触等温弹流润滑特性分析;研究了润滑特性随输入轴频率、载荷、偏转角的变化情况。研究结果表明:其他条件恒定,使输入轴频率提高,膜厚数值将增大,压力提升,且二次压力峰的峰值跟着提高;使载荷变大,膜厚将变薄,压力减弱,且压力起初增大的位置更靠后,二次压力峰更不突出;使偏转角变大,膜厚将变厚,压力增强,且接触中心区域更加突出,压力起初增大的位置更靠前,二次压力峰的位置更提前。     

一种偏心检具

在机械加工中,回转运动变为往复直线运动或往复直线运动变为网转运动,经常是通过偏心曲套之类的工件完成的。它们在机械设备上的应用非常广泛,例如车床床头箱用偏心工件带动的润滑泵、汽车发动机中的曲轴、多连杆压力机传动系统中的偏心齿轮等。所谓偏心工件,就是指零件的外圆和外圆或外圆与内孔的轴线平行而不相重合,偏一个距离的工件。这两条平行轴线之间的距离称为偏心距。外圆与外圆偏心的零件叫做偏心轴或偏心盘。在加工此类零件的过程中需经常测量孔与孔的偏移量（以下统称为偏心距）,以保证加工出合格的零件。