高速高压圆弧齿轮泵滑动轴承油膜特性研究

以用于补偿高速高压圆弧齿轮泵不平衡径向力的滑动轴承为研究对象，在对其进行理论建模和分析的基础上，利用计算流体动力学软件Fluent分析相同工况下不同初始油膜厚度、进油口直径、进油口角度、轴向封油边宽度、油腔深度等结构参数对滑动轴承油膜特性的影响，并在此基础上对轴承结构参数进行了优化，最后通过实验进行验证。研究结果表明：初始油膜厚度和进油口角度对轴承温升影响显著，初始油膜厚度或进油口角度的增加使滑动轴承温升明显减小；轴向封油边的增加使轴承承载面增大，轴承承载力和温升也随之增大；进油口直径取1.7 mm和静压槽深度取1 mm时，使轴承温升达到最低；在负载压力15 MPa、转速6000 r/min工况下，与安装未优化滑动轴承的齿轮泵相比，安装优化后滑动轴承的齿轮泵温度降低5℃。     

轴瓦式滑动轴承主轴机构的修理

轴瓦式滑动轴承是一种高精度的滑动轴承,又叫多油楔径向动压滑动轴承;它具有多个相互独立并且均匀分布的收敛油楔表面,当主轴高速回转时,其油楔表面仍维持楔形间隙,因此无论主轴是否承载,各独立油楔均可形成均匀的承载油膜,并使旋转主轴保持在无偏心旋转状态。它回转精度高,刚性好,一般用在磨床主轴上。现以Ｍ7150Ａ型平面磨床使用的结构为例,介绍这种轴承的修理。1　结构特点分析　　(1)主轴前、后轴承均为短三瓦自动调位滑动轴承,主轴直径为100ｍｍ,保持轴承间隙为001～0.02ｍｍ,球面支承螺钉和锁紧螺母装配关系见图1所示。(2)主轴轴向采…     

卧式水电机组局部多油楔径向滑动轴承研究

针对卧式水电机组用径向滑动轴承载荷日益提高的现状,设计一种局部多油楔瓦面结构的径向滑动轴承。通过联立求解膜厚方程、雷诺方程、密度方程、黏度方程、能量方程和固体热传导方程等,获得轴承的热流润滑特性,并与椭圆径向滑动轴承的热流特性进行对比。结果表明,局部多油楔径向滑动轴承具有较大的动压承载区域和较小的油膜压力梯度以及较低的油膜温升,可以大幅度提高轴承的承载能力。     

基于两相流三油楔滑动轴承的油膜特性分析

运用CFD模拟软件中的多相流模型、SST湍流模型求解Navier Stokes 方程,研究三油楔滑动轴承的油膜特性。建立三油楔滑动轴承的几何模型,通过合理的网格划分,采用CFD软件计算分析三油楔滑动轴承中3个油楔内润滑油的油膜特性及其气穴分布特点,研究转速、润滑油黏度对润滑油气化的影响,并与未考虑两相流的三油楔轴承的油膜特性进行对比分析。结果表明：两相流模型更能真实反映实际的油膜特征;转速高、润滑油黏度大越容易产生气化现象;黏度对主承载区的影响较大,而转速对非主承载区的影响较大。     

轴承衬油沟的种类及其加工方法

轴承是机械中的重要部件。滑动轴承工作平稳可靠,噪声小,若能保证液体摩擦润滑,则可以提高承载能力和旋转精度,大大减小摩擦损失和表面磨损,油膜还有一定的吸振能力。因此,轴承衬除了对材料有基本要求外,结构上还要有油孔、油沟、油室。其中油沟常用的形式有轴向的,周向的,和斜向的。一般对于轴向的油沟可以在车床上拉削;对于周向的油沟可以在车床上车削;对于斜向的油沟,如果是小规格轴承衬,则可以采用錾子钳工加工,但必须去除毛     

径向滑动轴承工作性能的改善

正确地设计径向滑动轴承内的供油槽,可以从几个方面改善轴承的工作性能:把清洁的润滑油恰当地散布在轴承内表面上;有助于降低润滑油的温度;保持承载区的油膜。供油槽的设计包括如下三个方面的内容: 1.对滑动轴承的供油槽倒棱。正确地倒棱可以避免在油膜内产生气穴,并使整个油膜承受载荷。 2.使润滑油从供油槽端部的泄油槽泄漏,有助于排除吸入的空气和污物,降低油膜和泄油的温度。 3.恰当地确定供油槽横截面尺寸,使轴向能保持充分的润滑油流。     

考虑润滑油黏温效应的动压滑动轴承性能分析

滑动轴承的相关研究很多都基于等黏度的情况下,这与轴承的实际工作情况有较大的出入。使用计算流体力学FLUENT通过编写的黏温方程UDF程序进行动压滑动轴承润滑油黏度的计算,并考虑黏温效应对动压滑动轴承性能的影响,比较等黏度与变黏度情况下动压滑动轴承的油膜压力与承载力、油膜的轴向与周向温度分布。结果表明:在考虑黏温效应条件下,轴承的承载力、油膜压力、摩擦力均小于定黏度条件下,这是由于温度升高导致黏度降低,从而减小了油膜静压力和承载力;在轴承轴向方向上,从油膜中心位置向两端部,油膜温度逐渐升高;在轴承圆周方向上,从收敛区到发散区,油膜温度先升高后降低,油膜温度峰值出现在轴承发散区的端部位置。     

柴油机滑动轴承的故障的声发射诊断

轴承是影响内燃机安全运行的重要零件,内燃机的主要运动件中,大多采用滑动轴承。滑动轴承采用流体动力润滑,曲轴的旋转作用形成油楔承载,同时零件表面对油膜挤压产生承载力。内燃机的轴承承载油膜压力由旋转油膜压力和挤压油膜压力构成。主轴瓦和连杆轴瓦在交变载荷下工作,轴承载荷的方向、大小都是周期变化的,所以轴承内不能保持均匀、恒定的承载油膜。在高速、高负荷,特别是在润滑状态不良或进入磨料时,轴承中产生较大的摩擦损失,摩擦损失转变成热量使轴承温度升高,降低润滑油粘度,使承载能力下降,再加上轴承座及轴的变形,润滑油流量不足及变质等,使轴承工作条件恶化,造成轴承损坏,如磨     

织构分布对动压滑动轴承油膜压力的影响

以动压滑动轴承为研究对象,根据流体动压润滑原理,建立圆形微凹坑织构化动压滑动轴承油膜数学模型,推导织构化滑动轴承油膜厚度修正公式;结合Reynolds方程有限差分法的求解方法,分析全织构和织构化参数(间距、深度)对动压滑动轴承圆周方向压力分布的影响。结果表明:分布在轴承上的全织构会引起油膜压力的变化;织构位于不同的位置时对圆形微凹坑织构滑动轴承的油膜压力的影响是不同的,对于不同间距和深度的织构,当织构位于升压区时,动压滑动轴承具有较好的润滑、承载性能,而织构位于降压区和全织构时不利于轴承承载。     

表面织构动压滑动轴承油膜力解析模型

提出一种求解表面织构动压轴承油膜力的解析模型。基于Sommerfeld油膜边界,通过分离变量的方法,求解表面织构动压滑动轴承二阶偏微分Reynolds方程,得到表面织构动压滑动轴承油膜压力解析式。以圆形凹坑轴承为例,在油膜区域通过积分求得织构轴承的油膜力,分析织构参数对油膜压力的影响,研究发现,表面织构位于收敛区域(升压区)的轴承,其润滑与承载性能优于表面织构位于发散区域(降压区)的轴承、全织构轴承以及光滑轴承。对比了提出的解析模型与FDM和CFD模型在不同长径比和偏心率下的计算结果,结果表明,提出的解析模型能准确地描述表面织构动压滑动轴承的油膜力,且计算结果同FDM和CFD模型计算结果基本一致,验证了该模型的正确性。     

螺旋面瓦推力轴承承载能力分析

建立不同结构参数的螺旋面瓦推力滑动轴承润滑模型,并用FLUENT软件进行仿真计算,研究油膜厚度、瓦面螺距以及转速对轴承承载性能的影响规律,为螺旋面瓦推力轴承的设计提供理论基础。结果表明,油膜最高温度随着螺距以及油膜厚度的增加而减小;轴向承载力随着油膜厚度的增加而降低,当最小油膜厚度和转速固定时,存在最优的瓦面升高比使得轴承承载力最大,瓦面升高比为1.4;油膜最高温度与承载力均与转速呈直线型关系;螺旋面瓦的承载力远高于平面瓦。     

基于FLUENT的涡轮增压器推力轴承特性分析

轴向推力轴承,又称为止推轴承,被广泛应用于涡轮增压器中,增压器转子系统中产生的轴向力都是由轴向推力轴承承受。本文对涡轮增压器滑动轴承模型进行基于FLUENT的全三维数值仿真分析,得到轴向推力轴承三维油膜压力、流场、温度分布。通过分析,得到了稳态下轴向推力轴承油膜压力场、温度场、流场在不同转速下的分布特点:随着转速的上升,推力轴承内部流场的峰值压力随之上升,推力轴承承载能力与滑油流量也随之上升,并且峰值压力、轴向推力以及滑油流量和转速的关系是呈等比例上升;同时对比分析了转子转速、楔形深度、最小油膜厚度等一些关键参数对轴向推力轴承性能的影响。     

瓦面环形槽与推力轴承承载性能关系数值模拟

为研究瓦面环形槽对推力滑动轴承承载性能改善的优势,基于计算流体动力学(CFD)理论,建立了环形槽斜平面推力滑动轴承油膜分析模型,通过数值模拟,得到环形槽的平面区域占长比、深度和宽度对环形槽斜平面推力滑动轴承承载性能的影响规律.结果表明,推力轴承的承载力和油膜压力峰值随环形槽在平面区域的占长比的增加呈现先增大后减小的变化规律,并且随着环形槽占长比的增加,轴承温度逐渐下降;环形槽宽度一定时,深度的增加使得推力滑动轴承油膜压力分布明显改变,承载力呈现先增大后减小的变化规律;环形槽深度一定时,轴承承载力随着环形槽宽度的增加而增加;在斜平面推力滑动轴承瓦面增加特定环形槽结构,有利于提升承载性能.     

表面谐波特征的油膜轴承性能分析

针对表面谐波特征的油膜轴承结构、油膜压力分布、承载能力等进行分析研究,建立了普通圆柱动压油膜轴承和表面谐波特征油膜轴承的数学模型,给出了具有表面谐波特征的油膜轴承的油膜压力和总承载力的计算公式,对两种轴承的承载能力和承载的有效区域进行了计算和统计,并对结果进行比较和分析,得出了表面谐波特征的动压滑动轴承其油膜压力和承载能力与表面谐波本身的特征--谐波数和谐波幅值有关,综合各方面因素得出谐波数等于3时其承载特性最佳的结论.     

基于CFX的柱面弧形油楔推力滑动轴承仿真分析

柱面弧形油楔推力滑动轴承是一种能够实现双向动载润滑的推力轴承。文中利用Workbench的CFX模块,对柱面弧形油楔推力滑动轴承在动压润滑条件下的油膜特性进行仿真分析。并研究了不同转速和不同黏度对油膜压力的影响,结果表明,转速越高,油膜黏度越大,柱面弧形油楔推力滑动轴承的动压承载能力就越高。     

机床主轴滑动轴承油膜压力分布的测量

本文介绍虚用电阻应变片测量滑动轴承油膜压力分布的方法,给出了压力传感器的结构形式,尺寸和定标方法。经试验表明:此方法具有测量线路简单、稳定,安装、调整方便,传感器制造容易等优点,适用于成形油楔动压轴承,可倾瓦动压轴承及动静压滑动轴承油膜压力分布的测量。     

杂质颗粒对轴承润滑特性的影响

滑动轴承在工作中会有杂质颗粒混入,为研究杂质颗粒对轴承润滑特性的影响,基于流体润滑理论,建立考虑杂质颗粒的流体动压滑动轴承动静特性数学模型。采用有限体积法和一阶迎风对控制方程进行离散,采用SIMPLE算法对离散后的方程进行求解,分析颗粒含量对油膜承载力和摩擦力的影响;同时采用动网格-弹簧光顺技术更新轴颈移动后的体积网格,求解轴承的动特性系数,分析杂质颗粒对轴承动特性系数的影响。结果表明：随着颗粒含量的增加,油膜承载力和摩擦力先增大后趋于稳定,表明杂质颗粒在一定程度上可提高油膜的承载力,但也会增大摩擦力;油膜温度以进油口为中心左右轴向对称分布,在轴向方向上油膜温度先降低后升高;考虑杂质颗粒后油膜的4个刚度系数数值均减小,而油膜阻尼系数Cxx、Cxy减小,Cyx、Cyy增大。     

基于CFD的新型斜面推力滑动轴承承载性能分析

基于计算机流动力学(CFD)理论,应用FLUENT软件,建立新型推力滑动轴承油膜润滑模型并进行仿真计算,研究油膜厚度、瓦块倾斜角度及环型油槽位置等因素对新型斜面推力轴承承载性能的影响规律。分析结果表明:新型推力滑动轴承承载力随油膜厚度的减小而增大,且油膜厚度越小,承载力提高越显著;在承载油膜厚度不变时,轴承承载力及油膜压力峰值均随轴瓦倾角的增加呈现先增加后减小的变化规律;环形油槽位置外移轴承承载力增加,合理的环形油槽位置对承载力提高影响显著。     

双锥静压轴承结构设计与FLUENT仿真分析

针对台阶补偿的双锥液体静压轴承内部油膜压力分布进行仿真分析研究并对轴承的承载性能进行数值分析,通过三维建模软件SolidWorks建立了双锥结构的油膜模型,通过ANSYSFLUENT仿真软件模拟得到了不同结构、不同偏心条件下轴承油膜的压力分布情况,在转速一定的情况下,偏心率越大,轴承内部挤压越明显,轴承承载能力也越大。通过承载能力计算与分析得到基于双锥结构设计的轴承轴向承载性能优于其他结构的静压轴承。     

斜-平面瓦推力滑动轴承的热流体动力学分析

建立不同结构参数的斜-平面瓦推力滑动轴承润滑模型,研究瓦斜面倾角、油膜厚度以及转速对轴承温度场的影响规律,并且分析了在共轭传热情况下,转速对轴承承载性能的影响,为轴承设计和使用提供理论指导。分析结果表明,轴瓦最高温度随着瓦斜面倾角的增加而减小,最高温度出现在周向出水口且靠近外径侧;其他条件一定时,油膜厚度越大,轴瓦温升越小,油膜厚度不影响轴瓦的温度场分布;剪切力和轴瓦温度均随着转速的增加而增加;当考虑共轭传热时,轴向承载力与转速之间不再是线性关系。