基于CFD方法的滑动轴承实际油膜特性

应用CFD工具FLUENT软件中的多相流模型,建立了滑动轴承中实际油膜的模型,计算了实际油膜的压力分布,探讨了油膜在轴承收敛和开阔楔形区域中的形式.比较了CFD方法下,实际油膜载荷、全周油膜载荷和半周油膜载荷的差别,并对差别加以分析.结果表明:该模型能更准确地计算出滑动轴承油膜的承载力.     

圆柱滑动轴承油膜流态影像采集与分析

滑动轴承中油膜的流态与速度、间隙及油的粘度等因素有关,不同位置油膜的流态也非一样。为了解油膜从层流到紊流的变化情况,验证理论计算模型的准确性,利用相似原理搭建了的圆柱滑动轴承油膜全流态可视化试验台,通过试验观察并记录了圆柱滑动轴承中不同直径、速度、间隙及粘度油膜流态的变化情况,实现了油膜流态的影像采集,初步比对分析后总结了油膜层流、紊流及过渡区域油膜的变化趋势,为以后研究复杂结构轴承油膜流态奠定了基础。     

考虑进油孔有限长滑动轴承油膜力的近似解析解

针对具有进油孔的有限长滑动轴承油膜力求解问题,采用变分原理和分离变量法,求得了有限长滑动轴承油膜压力分布的近似解析表达式。将油膜压力分布的近似解析表达式在油膜存在区域上进行积分,即得到了油膜力。将提出的计算有限长滑动轴承油膜力方法与无限长轴承模型、有限元方法的计算结果进行了比较,发现了提出的方法与有限元方法的计算结果很接近。最后,研究了进油孔位置和进油压力对油膜存在区域、油膜力等的影响,研究结果表明进油孔位置和进油压力对油膜存在区域和油膜力有较大的影响。     

润滑系统对高线精轧机辊箱油膜轴承使用寿命的影响

为提高油膜轴承的使用寿命,根据油膜轴承的工作原理,利用油膜轴承最小油膜厚度的公式分析影响最小油膜厚度的因素;同时介绍精轧机润滑系统各元件的设置和润滑系统的污染控制措施。通过对精轧机润滑系统的维护来保证润滑油的质量,以满足油膜轴承对油温、油压、油品清洁度、油品含水量的要求,从而可延长油膜轴承的使用寿命。并列举了典型的事故案例从实际证明了润滑系统对油膜轴承的使用寿命的影响。     

载荷及转速变化对低速重载轴承润滑性能的影响

为研究不同载荷、转速条件下,低速重载轴承的润滑性能,即油膜厚度、油膜压力及油膜流速的变化情况,利用Abaqus软件建立轴承流固耦合模型,得到油膜厚度在剖面中呈矩形分布,滚动体与内圈之间的油膜厚度小于与外圈之间的油膜厚度。接触区入口处的油膜压力逐渐增大,内滚道接触处的油膜压力大于相应的外滚道油膜压力。流固交面的油膜速度大于自由表面的油膜速度且接触区域的油膜速度最大。随着转速的增加,油膜厚度和油膜压力增加;随着载荷的增加,油膜厚度降低,油膜压力增加。     

浮环式挤压油膜阻尼器减振机理研究

从广义雷诺方程出发,推导了浮环式挤压油膜阻尼器(FSFD)内、外层油膜的稳态雷诺方程。根据文中的理论模型,基于有限差分法编写了计算程序,研究分析了结构参数对FSFD动力特性的影响。研究表明:与传统SFD比较,FSFD改善了油膜力的非线性;相同条件下,FSFD内层油膜力要大于外层油膜力,内、外层油膜力都随油膜宽度的增大而增大,随油膜间隙的增大而减小;在结构参数一定的情况下,FSFD抑制突加不平衡的能力要强于传统SFD。     

挤压油膜阻尼器-滚动轴承-转子耦合系统的非线性响应分析

为了研究转子系统非线性动力学响应,建立了挤压油膜阻尼器-滚动轴承-转子耦合系统动力学模型。在转子系统模型中,考虑了转子、滚动轴承及挤压油膜阻尼器之间的相互耦合作用,并充分考虑了滚动轴承的间隙、非线性赫兹接触和挤压油膜阻尼器非线性油膜力等。运用数值积分方法分析了转子转速、支承刚度以及挤压油膜阻尼器油膜间隙对系统动力响应的影响,并结合分岔图、频谱图、Poincaré映射图和轴心轨迹图分析了转子系统的非线性动力学响应。结果表明:转子系统当转速较高、支承刚度较大或挤压油膜阻尼器油膜间隙较大时,转子系统容易出现拟周期运动。     

石油化工滑动轴承油膜振荡的故障诊断综述

介绍了石油化工行业中滑动轴承油膜振动的产生原因;经对Reynolds方程求解,比较了三种动态油膜力解析模型,得到反映油膜运动规律的函数关系式及油膜力分布;再从油膜振荡特征着手对油膜振荡作了比较系统论述,并在前人的基础上总结了油膜振动的预防和处理措施。     

新型挤压油膜阻尼器油膜压力特性分析

利用达朗贝尔原理,建立了新型金属橡胶挤压油膜阻尼器转子系统的运动方程,得到了相对偏心率的数学表达式;通过对比分析传统挤压油膜阻尼器与新型金属橡胶挤压油膜阻尼器的油膜压力分布特性,证明了新型金属橡胶挤压油膜阻尼器的油膜刚度在较大的偏心率范围内基本呈线性变化,解决了传统挤压油膜阻尼器所存在的油膜刚度高度非线性的问题。     

液粘传动界面间油膜态数值模拟研究

为了研究在软启动过程中,液粘调速离合器摩擦副间隙内油膜形态的演变机理,基于计算流体动力学理论,建立流体油膜的计算模型,并考虑油膜的粘温特性,采用Fluent软件对摩擦副间隙内的油膜流场进行求解,获得了油膜的多物理场分布。研究结果表明：界面间油膜的最大温升从油膜出口位置转移至油膜入口位置附近;油膜在中间位置及出口位置的温度和径向速度呈现出抛物线状分布;影响摩擦副间隙内油膜最大动压的主要因素是油膜厚度与主、被动片相对转速;油膜的粘性扭矩输出呈现先增加后减小的趋势,粘性扭矩峰值出现在启动初期。     

可倾瓦推力轴承在变载荷下的瞬态润滑性能研究

建立了可倾瓦推力轴承中的油膜厚度方程、瞬态油膜压力方程、瞬态油膜温度方程以及求解油膜力和瓦块力矩的数学模型，提出了基本方程的数值求解过程，研究了可倾瓦推力轴承变载荷下的瞬态润滑性能。结果表明，随着载荷的增大，油膜厚度减小，油膜温升增大。在达到同样载荷时，对于较大的载荷变化率，其油膜温升反而较小。另外，随着载荷的增大，瓦块的倾角也．随之逐渐增大。     

PP轴向柱塞泵柱塞副温度特性研究

通过建立柱塞副油膜的数学模型,以某型斜盘式轴向斜柱塞泵为研究对象分析了柱塞副油膜的速度和压力分布特性,得出了油膜的温度分布规律。研究了压力、转速、壁温和入口油温等单一参数对油膜温度特性的影响。结果表明：油膜温度的升高量随油液压力、柱塞泵转速增大而上升,随入口油液温度的升高而降低,油膜的温度峰值可能出现在柱塞副内部。     

热效应和弹性变形耦合条件下浮环轴承润滑静特性

当浮环轴承转子系统高速旋转时,油膜温升和浮环弹性变形是不可避免的。为研究油膜温升和浮环弹性变形对浮环轴承润滑静特性的影响,建立浮环轴承热流体动力润滑模型,利用数值差分法联立求解雷诺方程、能量方程、Rolelands黏温方程、浮环弹性变形方程和内外油膜膜厚方程,将油膜压力场、温度场和浮环弹性变形进行耦合分析,得到热效应和浮环弹性变形耦合影响下的油膜温升和浮环弹性变形量。结果表明:浮环轴承内外油膜温升和浮环弹性变形量随着偏心率的增加都逐渐增大;浮环弹性变形降低了内油膜温升,增加了外油膜温升;油膜温升降低了浮环弹性变形量;在耦合条件下内外油膜承载力、端泄流量和摩擦功耗均降低。     

可倾瓦推力轴承中工况参数对动特性的影响

采用对油膜压力进行泰勒级数展开的方法，导出了油膜对镜板的作用力和油膜对可倾瓦的力矩的刚度阻尼系数。分析了工况参数如速度、载荷、油温等参数对这些动特性系数的影响。研究表明，如果工况参数使油膜厚度减小，则油膜对镜板的作用力和油膜对可倾瓦的力矩的刚度阻尼系数均会增大。     

薄油膜厚度分布超声测量机制研究

为了测量机械设备中的薄油膜厚度分布,对超声测量薄油膜厚度分布的方法进行了理论研究。基于声波在三层介质中传播的相关理论,对中间层油膜厚度远小于油膜中入射声波波长的情况,结合具体边界条件,建立斜入射时超声波在三层介质中传播的反射系数弹簧模型,获得反射系数和油膜刚度的函数关系,进而由刚度获得油膜厚度;分析超声波入射频率、入射角度和油膜厚度对反射系数的影响规律,通过测量油膜中各点的反射系数即可获得相应点的油膜厚度,实现油膜厚度分布的测量。     

滑动轴承油膜振荡故障诊断及在线消除

阐述滑动轴承油膜涡动和油膜振荡的机制,通过实验运用振动分析软件给出不同间隙时轴承油膜涡动和油膜振荡的特征,找出影响轴承产生油膜涡动和油膜振荡因素,提出了防止油膜涡动及油膜振荡的措施,给出一种油膜涡动和油膜振荡在线消除方法.分析表明,防止油膜涡动及油膜振荡的措施有:提高轴的临界转速,减小轴承长度,增大轴承偏心率以及调节润滑油的供给量等.其中调节润滑油的供给量是一种可尝试的实现油膜振荡在线消除有效方法.     

微观织构配流副热-流-固耦合润滑特性

通过建立轴向柱塞泵配流副的几何模型,利用雷诺方程推导了配流副的油膜压力方程,采用有限差分法和松弛迭代法求解雷诺方程。利用FORTRAN语言编程求解,利用MATLAB语言对油膜厚度、压力、温度分布进行了仿真研究。结合油膜厚度方程、雷诺方程、能量方程、弹性变形方程、黏温黏压方程和密度温压方程,仿真微观织构配流副的热弹流润滑特性。研究表明：配流副油膜厚度增大,最大油膜压力减小,最高温度值减小;配流副的热-流-固耦合效果随油膜间隙收敛逐渐明显,在最小油膜厚度处达到最大,并且,油膜压力值达到最大;加工微观织构可以显著改变配流副的油膜压力和温度分布。     

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.     

可倾瓦径向滑动轴承流体润滑性能分析

本文研究了可倾瓦径向滑动轴承流体润滑性能。推导了可倾瓦径向滑动轴承油膜厚度,得到可倾瓦径向滑动轴承的Reynolds方程,应用Matlab软件计算得到了油膜压力分布、油膜厚度分布,油膜承载力。计算结果表明:轴瓦的油膜压力3D分布呈现抛物面形分布,且下瓦油膜压力最大,油膜厚度最小,当偏心率较小时,承载力缓慢增大,当偏心率较大时,承载力急剧上升。该结论为轴承的设计与选用提供理论依据。     

不同镜板转速对推力轴承油膜流场的影响

以推力轴承中的油膜层作为控制体系 ,建立了油膜层的非等温三维流场偏微分方程组数学模型 ,通过采用有限差分方法对其所构成的偏微分方程组进行数值求解。在数值计算的基础上 ,详细分析了镜板不同转速对推力轴承油膜层速度场分布的影响、油膜层速度矢量分布和油膜层与层之间速度分布规律。研究结果表明 :油膜层中的速度矢量分布主要由周向速度和径向速度所组成 ,其速度矢量分布是构成油膜层对流换热的主要因素。