流体动压润滑(二下) 滑动轴承的性能计算和分析

二、动特性当轴颈受扰动(位移、速度)而偏离其平衡位置时(图23),油膜压力及其对轴颈的合力亦发生变化。当扰动微小时,这种变化可看成线性的,因此油膜在小扰动下的动特性可用若干个线性化了的刚度系数(力随位移的变化)及阻尼系数     

流体动压滑动轴承优化设计 (二)流体动压滑动轴承的性能函数

一、参数分析流体动压滑动轴承设计中所涉及的参数较多,计有: (1)几何参数(图1) 轴承直径D,轴承宽度B,半径间隙c,油楔张角α,椭圆偏心     

流体动压润滑(三)——流体动压径向滑动轴承设计

滑动轴承是机器中的重要部件,用于支承轴、轮等零件作旋转运动。按承受载荷方向不同分为:①径向滑动轴承——承受径向载荷;②推力滑动轴承——承受轴向载荷;③径向推力轴承——同时承受径向载荷和轴向载荷。按液体润滑状态不同则分为:①流体润滑轴承     

高速流体动压径向滑动轴承的润滑计算

本文对高速轻载,高速重载流体动压径向滑动轴承分别进行了热效应和热弹性分析及试验研究,给出了高速轴承不同承载情况下的轴承静特性的润滑计算方法。理论计算结果与试验数据具有较好的一致性。     

流体动压滑动轴承优化设计(一)流体动压滑动轴承设计与最优化

一、设计理论的发展流体动压滑动轴承具有承载能力大、功耗小、耐冲击、抗振性好、运转精度高等突出的优点,所以在高速大功率机器(汽轮机、发电机、压缩机等),低速重载机器(轧钢机)以及高速精密机床(磨床)中都获得广泛应用,而且是机器中的重要部件。多年来,为提高机器的性能、寿命和可靠性,对流体动压滑动轴承的设计理论开展了广泛深入的研究。     

流体动压润滑(一)——流体动压润滑的理论

在用流体润滑的滑动轴承内会产生泵油作用,因而能形成流体动压润滑,这一现象实际上早巳在建立它的理论基础之前就已经在机器的运转中发生,可当时并没有被人们所发觉,直到1883年英国伦敦机械工程学会会员托瓦尔(BeauchampTower)在进行铁路车辆的滑动轴承试验中才偶然发现了这一现象。     

流体动压润滑(四)——流体动压润滑轴承试验

流体动压滑动轴承试验不仅验证理论假设,更重要的是修正理论,推动理论和生产不断向前发展。流体动压滑动轴承试验,包括静特性试验和动特性试验两大类。所谓静特性是轴心处于静平衡线上旋转,而无外界激振的情况下,轴承的静态性能。相比之下,动特性则是轴心在外界激振力的作用下处于静平衡线附近旋转时轴承的动态性能。     

流体动压润滑(五)——动载轴承计算

在往复式机械(如内燃机、往复式压缩机、蒸汽机、曲柄压机等等)中,作用在滑动轴承上的载荷,无论大小和方向都是随时间作周期性的变化。这样的轴承一般称为动载轴承(dynamically loaded bearing)。由于载荷是变化的,所以各个瞬时轴心的平衡位置也是变化的,形成所谓轴心轨迹。影响轴心轨迹的参数,不能简单地认为只是PV值,即只按比压P或比压与轴颈速度之乘积PV设计轴承。也就是说流体动压润滑动载轴承在使用中的很多重     

流体动压滑动轴承优化设计

建立了流体动压滑动轴承优化设计的数学模型，采用罚函数法设计了优化程序并提供了算例，对流体动压滑动轴承设计具有一定的实践意义。     

动压润滑概论(上)

(一)概述作为高速旋转机械的轴承,目前主要有两种选择,要么用滚动轴承,要么用实现液体润滑的滑动轴承。液体润滑的滑动轴承,由于能适应更高的速度,使用寿命长,承载能力大,也比较容易解决材料和加工问题,所以应用十分广泛。大家知道,滑动摩擦有几种形态:金属表面与金属表面直接接触的干摩擦;金属表面之间完全被一层有压力的润滑油隔开的液体摩擦;介于它们之间的主要依靠很薄一层     

滑动轴承的润滑设计(二)

(1)油膜壓力的基本偏微分方程式;最小間隙的計算。上文曾對油膜的形成及油膜壓力的分佈情况作一通俗性的說明,现在我們再進一步導出油膜壓力的偏微分方程式,從而决定軸承的間隙。在導出油膜壓力的方程式時,須先作出以下所设的假定:(1)軸承間隙內油的流動是具有层片(流動的)性質的,並且油的流動是服從牛頓定律的,其切向應力舆速度梯度成正比。(2)黏附於軸承表面的油與軸承表面之間沒有滑移發生。(3)油液是不可被压縮的。     

流体动压滑动轴承优化设计 (三)优化设计的数学模型

应用最优化方法求解机械工程中的设计问题,首先要根据设计问题的性质和特点将设计问题用数学的形式加以描述,即构造出优化设计问题的数学模型。然后选择适用的最优化方法对所构造的数学模型求解获得最佳方案。正确建立数学模型是优化设计的重要环节,它包括:设计变量的选择,目标函数的建立和约束条件的组成三个部分。鉴于机械设计中涉及的因素多、范围广、关系复杂,要写出描述设计问题的目标函数和约束条件的数学表达式,往往是有困难的。有时虽能写出表达式,其数学关系也非常复杂。流体动压滑动轴承优化设计数学模型的建立便是其中一例。     

流体动压滑动轴承优化设计 (四)圆柱轴承优化设计

在流体动压径向滑动轴承中,圆柱轴承构造简单、承载能力大,被广泛应用于各种旋转机械中。但是当转子的运转速度较高时,常常会发生油膜自激振荡现象,表明圆柱轴承的稳定性较差。在一定的工作条件下,如何选取轴承的参数,既能充分发挥轴承的工作性能,又能保证安全可靠,显然这是圆柱轴承设计所面临的重要问题。     

动压滑动轴承润滑状态与磨损分析

运用物理分析与理论计算的方法对动压滑动轴承的不同润滑状态进行分析,说明轴承在不同润滑状态下运行时的磨损情况及其对轴承运行性能的影响。文中结合具体实例进行计算并对引起轴承损伤的原因进行分析,说明轴承所处的润滑状态对其磨损和寿命有着直接的关系。     

螺旋槽流体动压滑动轴承数值分析

对螺旋槽流体动压滑动轴承进行了研究。由于圆弧形油腔斜置,为计算准确在斜坐标系下推导出了雷诺方程、油膜厚度方程和速度方程的有限差分公式。运用有限差分法,对轴承的承载力、压力和流体质点的流动轨迹等进行了数值分析,对计算结果进行了讨论。结果表明：螺旋形油楔很好地实现了冷热油的分流,避免了润滑油的反复加热,导致轴承承载力降低;偏心率和螺旋角对油膜压力有不同程度的影响。     

轴瓦开槽的滑动轴承动压润滑数值分析

运用有限差分法求解Reynolds方程,建立了轴瓦开槽时滑动轴承动压润滑数值分析模型,讨论了轴瓦开槽对动压润滑油膜承载力的影响。通过修正偏心率和偏位角,得到外力与油膜承载力平衡时的轴心位置以及计算不同转速下滑动轴承中润滑油的端泄流量。数值分析表明:与无槽相比,轴瓦开槽时油膜承载力有所下降,且随着偏心率和宽径比的增大,降幅在不断增大;编制的搜索程序可以极大地缩短寻找平衡时的轴心位置过程。     

汽轮机流体动压滑动轴承的优化设计

轴承是转子运转系统的关键零部件,相当于机械的关节.在机械设备的运转过程中,电机噪声、温度、振动等因素都会对轴承的使用寿命造成影响,而一旦轴承发生故障问题,将带来难以预料的严重后果.本文结合流体动压滑动轴承的影响因素,对汽轮机流体动压滑动轴承的优化设计进行探讨研究,为提升滑动轴承设计质量提供参考和借鉴.     

流体动压滑动轴承优化设计——(五)椭圆轴承优化设计

如图1所示,流体动压椭圆轴承由于在结构上轴与轴瓦1、2之间预置偏心e’,所以轴颈在载荷P作用下以角速度ω回转时,将在轴瓦1、2上分别形成油楔(图1b)。理论计算和实验分析中指出,椭圆轴承具有比圆柱轴承更好的稳定性,常用作高速转子的支承。     

计及润滑流体热效应的高速静压滑动轴承性能分析

为了研究高转速下润滑流体特性对静压滑动轴承润滑性能的影响,通过考虑热效应下润滑流体的黏度、密度和比热容来对轴承性能进行分析,提出了一种结合自定义函数程序来引入润滑流体热效应关系求解纳维-斯托克斯(NS)方程的方法。以某高速滑动轴承为例,计算分析了润滑流体各个因素对轴承性能的影响,最后与不计及润滑流体特性的情况进行了对比。计算结果表明,计及润滑流体热效应的油膜特性分布,随着温度分布的不同而有显著的变化;黏度对轴承性能参数起关键性的作用,但是在考虑热效应下,密度对最大油膜压力有一定的降低作用,而比热容对最大油膜温度和轴颈摩擦功耗的影响较大,综合考虑才更符合实际工况。计算结果对研究热效应下油腔结构对流体特性的影响以及润滑油的选择等有指导意义。     

液体动压径向滑动轴承润滑状态的可靠性分析

文章分析了影响轴承液体润滑状态,可靠性因素,提出了用预测相对间隙变异系数的方法确定轴承直径间隙和制造公差,从而保证轴承润滑状态达到预期的可靠度要求。