船舶尾轴承倾斜加工对其动态性能的影响研究

由于螺旋桨的较大重力作用,使螺旋桨轴和支承它的尾轴承发生变形,使尾轴轴颈和轴承中线形成一个夹角,改变了润滑油膜的厚度分布,在尾轴承后端局部地方极小,导致轴与轴承的刚性接触.一般采用对尾轴承进行加工倾斜角和尾轴倾斜安装的方法来改善油膜的润滑状态.研究了轴承加工倾斜倾角对轴承油膜动态刚度和阻尼参数的影响关系,通过数值计算得到了它们之间的变化关系.结果表明:加工倾角对刚度和阻尼特性影响较大,随着倾角的增大,油膜刚度kxx,kxy和kyy减小,kyx增大,油膜阻尼cxx增大,cxy,cyx,cyy则会减小.     

水润滑橡胶尾轴承摩擦、磨损试验研究

与传统的金属轴承不同,水润滑轴承一般由非金属材料制成,材料的性能是决定轴承工作性能和使用寿命的一个主要因素,而橡胶材料是水润滑轴承的最佳选择。通过在船舶尾轴承试验机上进行水润滑橡胶尾轴承摩擦、磨损模拟试验,研究了橡胶尾轴承的摩擦原因及摩擦因数的影响因素和橡胶尾轴承的磨损原因及其影响因素。     

船舶尾轴承变形对其承载能力影响的理论及试验研究

由于船舶螺旋桨的较大重力的作用,螺旋桨轴和尾轴承易发生变形,改变了尾轴承与螺旋桨轴颈之间的间隙分布,在尾轴承中心线与螺旋桨轴颈中心线之间形成一个变形角。对轴承油膜承载能力与轴承变形角之间的变化关系进行了数值计算,计算结果表明：随着变形角的增大,轴承的油膜承载能力会增大,继续增大变形角,轴与轴承发生部分刚性接触,承载能力迅速增大。同时通过在船舶轴系模拟试验台上测试了轴承油膜压力与变形之间的变化曲线,验证了计算结果的正确性。     

具备温度感知的船用智能水润滑尾轴承设计及性能验证

提出了一种船用智能水润滑尾轴承的创新设计方法,以此辅助船舶尾轴系统在苛刻环境下的运行状态监测与性能预测。基于微型嵌入式自供电监测系统和水润滑轴承结构与材料设计,实时采集与分析船舶航行中水润滑轴承的关键性能参数,实现其运行状态辨识、评估与寿命预测。以苛刻工况下轴承内部温度变化特性及其表征为例,利用CBZ-1摩擦磨损试验机进行智能水润滑尾轴承设计方案的可行性验证。试验结果表明,轴承内部温度可以很好地反映其润滑与工作状态,常温水润滑条件下,其初期升温速度为0.1~0.4 ℃/min、末期升温速度为0~0.01 ℃/min、平稳运行时温度为29~33 ℃,而在干摩擦条件下,以上三项数据分别为0.6~1.4 ℃/min、0.03~0.25 ℃/min、36~45 ℃。不同润滑状态下的巨大差异使得通过温度判断轴承润滑状态成为可能,温度监测的实现将大大提高水润滑轴承的可靠性。     

MW级风电增速齿轮箱高速轴轴承高温问题研究

针对MW级风电增速齿轮箱经常发生高速轴轴承高温,导致风电机组无法正常工作的情况,以发生高速轴轴承高温问题的齿轮箱为研究对象,进行设计分析,找出影响轴承高温的3个因素:轴承摩擦功率损耗P_(bf)、轴承润滑油功率消耗P_(oil)及机舱空气温度T_c;对3个因素进行详细分析,从而找到相应的防范措施。同时,用分析的高温影响因素对风场运行中高速轴轴承高温机组进行排查,最终找出轴承高温原因为轴承游隙偏小所致。     

螺旋式叶轮及导叶的水力设计及性能试验研究

螺旋式叶轮是立式泵用大推力油轴承组件中的关键部件,叶轮运转时,驱动轴承的润滑油系统中的润滑油循环流动,为主推力瓦、副推力瓦与推力盘之间提供所需的润滑油,使其形成油膜,避免发生干摩擦而损坏轴承,同时带走轴承产生的热量以冷却轴承。通过叶轮及导叶的设计及试验研究,利用试验装置测试水力性能,并考虑不同温度下因黏度发生变化而对性能产生的影响。经过对试验结果的分析,证明水力特性满足推力轴承对润滑油系统的运行要求。     

流体动压轴承油膜振荡机理的探讨

流体动压轴承油膜振荡现象是1924年柳克(Newkirk)发现的。他首先提出油膜共振的原因是油膜在轴承间隙中发生振动所致。后来,不少人作了大量的研究和试验,但是,到现在还没有一种满意的解释来说明产生这种振动力的来源。有不少试验的结果和现象还没有从理论上给以分析和说明。比如油膜振荡一旦开始,为什么在很宽转速范围内存在?又为什么这时油膜振动频率始终维持转子的固有频率,不随轴的转速改变?抑制油膜振荡,润滑油粘度高些好,还是低些好?如此等等。     

基于分布式总线的船舶非接触数字式艉轴转速测量装置

为了解决船舶电动转速表体积大、可靠性较差、振动和空气噪声大,以及全数字电路式艉轴转速测量仪信号长距离传输中容易受到干扰,无法软件补偿显示终端个体误差等问题,将光电传感技术、分布式总线技术、单片机控制技术、数码显示技术应用到船舶艉轴转速测量装置设计开发中。开展了设计要求分析,建立了船舶艉轴转速测量信号采集、传输、显示之间的关系,提出了采用光电测量的方式,利用单片机对信号进行了处理,采用了通过RS485总线传输、分布式显示的测量方法;该装置在各型船舶上进行了大量的系泊和航行试验,并对使用效果进行了评价。研究结果表明,该数字式艉轴转速测量装置具有体积小、实时性好、可靠性高、抗干扰能力强、无振动和空气噪声、扩展性能好等优点,已成功应用于各型船舶,并取得了较好的效果。     

柴油机温度过高的原因及预防措施

柴油机水温过高通常会造成散热器内冷却液沸腾、柴油机功率下降、润滑油黏度降低、柴油机零部件间摩擦加剧,甚至会导致柴油机拉缸、汽缸垫烧毁等严重故障。本文总结柴油机高温的主要原因,同时提出一些改进措施:1.长时间超负荷作业柴油机长时间超负荷作业,会使其油耗增加、热负荷升高,从而出现水温过高现象。为此,应避免柴油机长时间超负荷作业。     

超高转速电主轴轴承内部摩擦力矩分析

考虑油膜内部的剪切效应和滚动体打滑现象,对超高转速电主轴轴承内部的摩擦力矩进行研究,基于热弹性流体动力润滑理论,建立超高转速电主轴轴承内部摩擦力矩分析计算的理论模型,并对超高转速条件下主轴轴承内部摩擦力矩的性能进行系统分析.结果表明,转速和轴向预载荷是影响轴承内部摩擦力矩的主要因素,环境温度和润滑油的特性对摩擦力矩也有一定影响;在超高转速条件下,采用较小的内圈沟道曲率半径系数、设计15°的接触角和施加较小的轴向预载荷,并选用黏度较小的润滑油等,有利于减小电主轴轴承内部的摩擦力矩和发热现象,以延长使用寿命.     

基于CFD的水轮发电机组推力轴承油膜温度研究

为研究某水轮发电机组推力轴承的油膜润滑及冷却情况,建立推力轴承数值模拟计算模型,分析轴承温度和压力分布,基于流固耦合方法计算轴瓦变形情况。结果表明：该推力轴承轴瓦变形量极小,可以忽略其对轴承安全运行的影响;但该推力轴承在轴瓦外径处最大温度已超出安全运行范围,而且高温区域面积较大,影响轴承安全运行。基于正交试验方法,分析主要运行参数对推力轴承温度的影响程度。结果表明：进油压力对轴承温度影响最大,其次是进油温度,镜板转速对轴承温度的影响很小;随着润滑油进油压力和进油温度增加,推力轴瓦温度会随之上升,而随着镜板转速的增加,推力轴瓦温升减小。通过极差分析得到推力轴承最优工况组合,对于水轮发电机组的安全稳定运行有着一定的指导意义。     

超超临界汽轮发电机组凝结水泵轴承故障诊断

某1000 MW超超临界机组配备的3台凝结水泵,在机组分部试运期间轴承相继严重损坏。通过对几台凝结水泵运行、结构、设计计算方面的分析,最终判断造成该故障的原因是凝结水泵工频改为变频运行后,在低转速下,轴承油位在正常水平时无法将足够的润滑油供送到轴承处,造成轴承润滑不足,进而导致轴承烧毁。在采取制订提高轴承油位、限制凝结水泵最低转速的措施后,这几台凝结水泵恢复正常运行。     

考虑混合润滑的飞机燃油泵径向滑动轴承静特性分析

针对飞机燃油泵径向滑动轴承润滑油黏度极低、润滑油膜形成难、表面易磨损等问题,通过综合考虑紊流、热效应、质量守恒、温黏效应及混合润滑边界等因素,建立轴承的热流体动力学润滑分析模型,采用有限元方法联立求解雷诺方程、能量方程、接触方程得到轴承的静态特性,研究轴承间隙比、宽径比、转速、载荷、进油温度等对轴承静态润滑性能如油膜厚度和油膜压力的影响规律。结果表明：由于航空煤油动力黏度低,造成轴承的浮起转速高（大于5 500 r/min）,极限承载力低（小于37 N）、油膜厚度过低;降低进油温度、适当减小间隙,增加轴瓦宽度有利于增加油膜厚度,提高轴承可靠性。研究结果对飞机燃油泵径向滑动轴承设计与运行维护具有一定的工程借鉴价值。     

油气润滑机械主轴热特性的有限元分析

以加工中心用高速油气润滑机械主轴为研究对象,运用有限元软件ANSYS研究了各工况和油气润滑参数对主轴尤其是主轴轴承温升的影响。研究结果表明:随着转速的增加,前后轴承温升增加;随着加载载荷的增加,前后轴承的温升和温差缓慢增加;低转速下,轴承温升和温差受润滑油黏度的影响较小,高转速下受润滑油黏度的影响较大。     

基于Fluent两相流空穴模型的三油槽轴承油膜特性分析

计入空穴效应,运用Fluent两相流模型分析三油槽滑动轴承湍流状态下的油膜特性,研究不同进油压力和润滑油黏度对油膜承载力和气穴的影响。研究表明:提高进油压力可以提高轴承的承载力、减少空穴区域的面积和高比例的气穴,从而防止完全空化的发生;润滑油黏度的增大虽然增加了轴承的承载力,但也加剧了油膜发散区域的空穴现象,并且增加了高比例的气穴比例,在实际应用中应合理地选择润滑油的黏度。     

船舶水润滑尾轴承结构设计研究进展

水润滑轴承的结构优化可以有效提高轴承的承载能力、冷却散热、减振降噪和摩擦学性能。在概述船舶水润滑尾轴承的优势和存在问题的基础上,分析归纳水润滑尾轴承内衬结构、内衬的厚度和硬度、轴承间隙、长径比、内衬表面粗糙度等结构设计参数的研究进展;以轴位水润滑尾轴承、内衬多层复合水润滑尾轴承和闭式水润滑尾轴承为例,介绍近年来几种新型水润滑尾轴承的结构设计,指出闭式水润滑尾轴承在内河及沿海船舶上具有广阔的应用前景,是未来的研究重点和发展趋势;建议水润滑尾轴承的研究应从以下方面着手,一是从微纳米尺度研究轴承微观界面润滑机制,二是在考虑轴承参数间耦合作用的基础上对轴承进行多目标优化,三是进一步研究闭式水润滑尾轴承及密封装置材料、结构和辅助装置以及水润滑添加剂,四是研究船舶水润滑尾轴承的设计规范,建立一定范围内精度满足工程需要的轴承设计计算经验公式,以简化轴承设计程序。     

基于仿生的水润滑尾轴承材料自润滑性能研究

水润滑尾轴承是船舶推进系统的重要支撑部件,其性能的优劣对船舶航行的快速性、安全性、隐蔽性、经济性等有着重要的影响。但是水润滑尾轴承在低速工作状态下难以保证其良好的润滑性和平稳性。从仿生学的角度,介绍仿生结构的应用现状。重点分析铁犁木的成分与表面微结构,探索其自润滑机制。初步制备基于铁犁木性能的仿生材料并进行简单的性能分析,以期在改善水润滑尾轴承的性能方面有更进一步的突破,为水润滑尾轴承的减磨以及润滑性能提升设计提供思路。     

考虑热流固耦合的角接触滚动轴承动力学特性及打滑状态分析

轴承滚珠-滚道之间的打滑易使滚动体滚道划伤并导致明显的温升。为讨论打滑现象及其导致的问题,提出一种热流固耦合动力学模型。模型引入了轴承部件的热变形,打滑导致的温升,供油区的润滑油混合模型,保持架-引导圈之间的流体动压模型,以及作用在滚珠和保持架上的碰撞力和切向摩擦力,并考虑了保持架及滚珠的打滑程度、轴-轴承-轴承座组件的温升分布、热弹性变形等动静态参数的影响。通过对比7307AC轴承在一系列运行工况(运行速度,轴向载荷和润滑油量)下的打滑试验结果,验证了热流固耦合模型的准确性和有效性。结果表明,相同轴向预载时转速升高打滑程度显著加剧;最高温升及热变形也随之增加。乏油润滑下(0.4 L/min),保持架总体打滑率低于满油润滑(1.2 L/min),但轴承滚道的局部最大热变形达到滚珠-滚道径向游隙的4倍。基于润滑油混合模型发现,喷嘴水平对称布置相较于垂直布置冷却效果更好。     

具有交错式振动变化趋势的汽轮发电机组振动故障诊断与处理

某电厂汽轮发电机组在调试运行期间额定转速变负荷运行时,出现汽轮机转子两支持轴承所在位置轴振及瓦振交替变化现象,即两支持轴承其中一个瓦的轴振增大时,另一个瓦的轴振变小,反之具有同样的振动趋势。调取整个运行期间的振动数据,针对该问题的产生原因进行了分析与诊断,并结合实际情况,制定了后续处理措施,处理后该异常振动得到消除。     

润滑油水侵对动压可倾瓦推力轴承润滑性能的影响*

针对核主泵、船用轴系等特定工况下推力轴承润滑油的进水问题,以46润滑油和68润滑油为例研究润滑油水侵对推力轴承润滑性能的影响。通过黏度测试获得润滑油中水分质量分数为0、0.5%、1.0%时的运动黏度,采用黏温曲线对润滑油含水前后的动力黏度进行表征。将润滑油的黏温关系代入推力轴承的润滑计算当中,获得不同含水量下轴承的最小油膜厚度、温升、流量及功耗等静态特性参数,并分析含水量对推力轴承起飞转速的影响。研究结果表明：润滑油含水后对最小油膜厚度和功耗影响较大,对温升和流量影响较小;随着润滑油含水量的增加最小油膜厚度和功耗均降低,而温升增大,流量减小;使用2种润滑油在不含水和水分质量分数为0.5%时的起飞转速都在50 r/min以下,水分质量分数为1.0%时起飞转速都在50 r/min以上,表明随着含水量的增加起飞转速增大。