滚动轴承式行星摩擦传动弹流研究

运用弹性流体动力润滑理论推导出了滚动轴承式行星摩擦传动润滑最小油膜厚度公式.根据公式作出了最小油膜厚度与转速的关系曲线和最小油膜厚度与球径的关系曲线,由关系曲线得出:转速越高和选用较大的轴承直径系列,均有助于油膜的形成.     

破冰船推力轴承特性研究

借助有限元分析方法,对某破冰船与冰层相撞过程进行仿真从而得到冰载荷,在此瞬态过程中对点支承扇形瓦推力轴承的瞬态动特性进行了计算,并结合刚度系数和阻尼系数对轴承动特性进行分析。结果表明:针对某一船舶,最大冰载荷与船速、冰层厚度近似成正比;最大冰载荷出现在碰撞过程中前1s的时间内;油膜厚度随载荷的增加变薄,油膜刚度系数、阻尼系数随油膜厚度减小而变大,且变化规律相同。     

渐开线圆柱直齿修缘齿轮的润滑理论

本文用流体动力润滑理论分析了渐开线圆柱直齿修缘齿轮齿面间的油膜厚度。在求解时考虑了滚动速度、滑动速度、挤压速度,润滑油粘度的变化、以及每一瞬间真实的啮合齿数等因素的影响,并导出了压力分布的表达式。在中小载荷的情况下,用数值计算方法求得了渐开线直齿修缘齿轮的油膜厚度变化曲线和压力分布曲线。得到了油膜厚度和修缘量之间的关系以及一系列动态特性。作者用实验验证了理论计算的油膜厚度,在实验中,油膜厚度的测定采用了“位移法”。     

恒流环形腔多油垫静压推力轴承油膜刚度特性

油膜刚度影响静压推力轴承振动幅值和承载能力,严重时将导致静压推力轴承摩擦副接触失效,影响立式数控装备的加工精度和运行稳定性。为了避免此现象发生,本文根据润滑理论和摩擦学原理对恒流环形腔多油垫静压推力轴承油膜刚度进行研究,分析润滑油粘度、工作台旋转速度和承载重量等因素对油膜刚度的影响规律,并进行了实验验证。结果表明:润滑油粘度对油膜刚度有一定的影响,考虑粘度变化时油膜刚度大,计算结果相对精确。空载和承载工况条件下,随着旋转工作台转速增加,间隙油膜变薄,油膜刚度变大。相同旋转速度条件下,承载时油膜厚度小于空载时油膜厚度,承载时油膜刚度大于空载时油膜刚度。理论计算结果与实验值吻合较好,所得结论可为静压推力轴承油膜厚度控制系统设计提供理论依据,提高立式数控加工装备运行稳定性。     

基于动网格方法的不同油膜厚度下静压轴承承载特性分析

针对重型装备制造业中重型静压轴承承载特性的研究,考虑到不同工况下间隙油膜厚度对静压轴承承载能力及压力分布的影响,建立了静压轴承间隙油膜三维模型及边界条件,利用CFD(computational fluid dynamic)原理,应用动网格技术和FLUENT软件,探讨静压轴承转速为10r/min以及在空载0 t、有载40 t、满载150 t不同工况下,油膜厚度变化对压力场以及油腔压力值的影响规律。结果表明:油腔压力随着间隙油膜厚度的减小而增大,当油膜减小到一定值时,油腔压力显著增加,油膜承载能力显著增强。     

基于圆盘缝隙阻尼器的中心通流静压推力轴承

针对轴向柱塞马达变量阀配流机构的结构特点,提出圆盘缝隙前置阻尼中心通流式流体静压推力轴承的原理和结构.计算承载能力和油膜刚度,分析轴承密封带与圆盘缝隙前置阻尼平面的高度差对静压推力轴承特性的影响,并与细长孔前置阻尼流体静压推力轴承的承载能力和油膜刚度进行对比.结果表明,圆盘缝隙前置阻尼流体静压推力轴承的油膜绝对刚度较大,是油膜厚度的单调递减函数,油膜厚度越小刚度越大,承载能力稳定,负载适应能力较强;细长孔前置阻尼流体静压推力轴承在设计油膜厚度附近刚度最大,当油膜厚度改变时刚度减小.对高度差5和10μm的2种样机进行对比试验,试验结果表明,2种轴承均可在压力0~12 MPa,当转速为0~1 000r/min时正常工作,泄漏和摩擦都很小.当流体压力变化时,高度差为5μm的轴承的泄漏量和摩擦扭矩相对较稳定.     

大机组可倾瓦轴承最小油膜厚计算方法的探讨

本文用矢量法推导出可倾瓦轴承油膜厚度的表达式,找出了可倾瓦轴承最小油膜厚度的位置,分析了影响最小油膜厚度的因素.     

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。     

考虑轴倾斜的滑动轴承流固耦合瞬态分析

考虑轴受力产生变形引起的轴倾斜,采用流固耦合方法,直接求解Navier-Stokes方程,对滑动轴承系统中轴和润滑油膜进行三维瞬态分析,同时求解流场和固体域,得到油膜动态压力分布、轴心的运动轨迹和不同转速下油膜厚度分布.结果表明,轴倾斜使油膜压力分布和轴心轨迹变化明显,最小油膜厚度减小,流场压力峰值增大.通过对滑动轴承的三维瞬态分析可以预测轴承工作过程中实时的轴心轨迹、压力分布、油膜厚度等润滑特性,为滑动轴承的优化设计提供参考.     

大型低速重载径向动压轴承研究

为了开发大型贯流式水轮发电机组径向轴承，在试验台上采用了φ360的模型轴承对φ1740可倾6瓦块原型轴承进行模拟试验研究，最高试验比压3．37MPa、最低线速度3．77m／s、最高线速度22．62m／s。试验表明：载荷、进油压力、转速、进油温度和安装间隙比等，对轴承油温升、油流量、功耗、瓦温及油膜厚度等都存在不同程度的影响，其中载荷和转速的影响比较显。按照模型轴承指导设计的红岩子机组书φ1740轴承已在电站可靠运行，同时开发了径向轴承热弹流计算程序，可以预测径向轴承的油膜压力、油膜温度、油膜厚度、损耗、流量等参数。     

轴向柱塞泵静压支承式配流摩擦副的分析与实验

本文对具有三角阻尼槽的平面配流摩擦副的静压支承油膜进行了理论分析和实验研究。并分析了油膜的静态和动态特性。还实测了摩擦副间形成的静态和动态油膜厚度,并与解析解和数值计算解进行比较,获得了很好的吻合。通过在不同压力和油温条件下的实验,分析了供油压力和供油温度不同时对油膜产生的影响。     

激光透射法测油膜厚度试验机的研制

本文介绍的是笔者们研制的激光透射法测油膜厚度试验机,本试验机具有体积小,操作简单,使用方便等特点,可以进行无级调速,不仅能测量油膜厚度,还可以测量各种滑差下的摩擦系数。利用本试验机测得的结果与理论计算结果比较接近,是一种较好的测试方法。     

乏油状态下准双曲面齿轮传动润滑机理分析

在工程实际中,准双曲面齿轮不可避免地因润滑剂供给不足导致乏油问题,鉴于此,综合考虑了啮合区接触几何、粗糙形貌、入口区供油量、啮合界面速度矢量任意性等因素,建立了乏油状态下准双曲面齿轮传动界面任意速度矢量润滑分析模型,开展了乏油分析模型结果与文献实验数据的对比研究,数值分析了不同入口区供油量条件下准双曲面齿轮传动界面啮入点、啮合中点和啮出点的油膜演变规律,探讨了转速对不同供油量条件下传动界面润滑性能的影响。结果表明：乏油分析模型结果与文献实验数据取得了良好的一致性;随着入口区供油量的减小,3个啮合点油膜厚度的差异逐渐减小,当供油量减小到某一值时,3个啮合位置的油膜厚度基本一致;在不同的供油量下,转速对润滑状态的影响较为显著,油膜厚度随着转速的增加而升高,但是,转速升高到某一值时,乏油条件下的油膜厚度值将趋于稳定,而充分供油条件下的油膜厚度值将会继续增大。     

冷家稠油黏温特性及流变特性实验研究与分析

为了优化稠油输送管线并为节能技术的研究提供基础数据,对稠油的黏温特性及流变特性进行了实验研究。运用MATLAB软件拟合了稠油的黏温方程和流变方程,并用Origin 8.0绘图软件绘制了黏温曲线和流变曲线。对拟合的黏温曲线及数据进行分析的结果表明,表观黏度的计算值与实验值的相对误差较小;对流变特性进行分析的结果表明,温度为50～80℃时冷家稠油表现为牛顿流体的特性;对所拟合的曲线进行了误差向量的2-范数检验,检验结果可知拟合曲线与实际情况的吻合度较高。     

任意卷吸速度矢量点接触摩擦系数简化计算方法

针对弧齿锥齿轮和准双曲面齿轮传动的空间点接触摩擦系数求解复杂问题,考虑油膜入口区温升与中心油膜厚度以及接触区温升与摩擦系数间的耦合关系,提出任意卷吸速度矢量点接触的摩擦系数简化计算方法. 基于所提方法分析在不同工况下的点接触中心油膜厚度和摩擦系数,并将油膜厚度和摩擦系数与文献实验数据进行对比. 结果表明：在高速工况下,入口区温升和接触区温升显著,忽略温升影响将使油膜厚度和摩擦系数预测结果偏大;卷吸速度夹角对油膜厚度影响较大,对摩擦系数影响相对较小;在任意卷吸速度夹角工况下,点接触油膜厚度和摩擦系数预测结果与文献实验结果一致,验证摩擦系数简化计算方法的可靠性.     

基于电液反馈的轴向柱塞机械润滑试验系统

针对不同润滑介质轴向柱塞机械关键摩擦副润滑特性,研制了运用电液控制技术控制油膜形态的试验系统.介绍了该系统基于膜厚反馈控制的配流副装置试验原理及其组成.结合配流副润滑理论模型,指出评价润滑性能的主要参数及其关系,仿真计算了伺服阀对油膜厚度控制的响应特性.配流副油膜平衡过程中反馈调节特性的模拟试验与该理论结果进行了对比分析.油润滑条件下,摩擦副间隙对泄漏流量影响显著.试验系统的膜厚动态反馈性能稳定,比例伺服阀频响对其影响较大,随着初始平衡厚度值的不同而不同,该控制方法可用于润滑膜试验系统的设计.     

波动载荷下静压支承油膜的数值仿真

为了进一步优化静压支承系统的设计并为其安全运行提供依据,根据实际工程中的液体静压支承系统,运用CFD-ACE+建立了系统中油膜的数值模型,并进行波动载荷下动态数值模拟计算.根据计算结果,并对比理论公式,详细分析了在波动载荷下油膜承载力与刚度的变化特性以及供油速度对其变化特性的影响.结果表明:惯性作用使油膜厚度及承载力对载荷变化的响应存在一定延迟,并且该延迟受供油速度影响;油膜承载力随厚度的变化关系在载荷增大与减小的过程中并不重合;油膜刚度在载荷达到最大值与最小值时最不稳定.     

表面划痕对滚子副润滑状态的影响

基于试验中观察到的滚子表面划痕现象,采用数值方法研究了不同供油条件下,划痕对滚子副润滑性能的影响,并与已有试验进行了比较,讨论了划痕长度和深度的影响.结果表明,划痕会影响滚子副的油膜压力和厚度,使得划痕中心油膜压力减小,膜厚增加;同时,划痕边缘处油膜压力增大,膜厚减小.供油层厚度越小,即乏油程度越严重,划痕边缘处的油膜压力及其梯度越大,膜厚越小.划痕越长,划痕越深,划痕中心的油膜压力越低,而膜厚越大.因此,划痕虽增大了滚子副划痕中心的膜厚,降低其压力,但同时增大了划痕附近的压力,减小了膜厚,在乏油条件下尤其如此,因此,划痕会加速滚子副的局部磨损.     

逆涂模式下辊间涂液的参数分析

针对逆式辊涂过程将涂敷辊与汲料辊之间的液体流动简化成两无限大平板间的黏性流动,结合流体动力润滑理论和毛细效应条件建立辊涂数学模型,并对方程进行求解。重点研究在涂敷辊分别为刚辊和胶辊的情况下,辊涂参数（辊速比、辊半径、涂液表面张力、入口油膜厚度和辊间间隙）对辊间涂液的影响。结果表明,各参数对涂层液珠均有影响,其中辊速比在涂敷辊为刚辊或胶辊时都是影响涂层油膜厚度的重要因素。