三油楔固定瓦滑动轴承空间安装方位对其性能影响的研究

以三油楔固定瓦滑动轴承为研究对象,采用数值模拟方法,深入探讨了轴瓦空间安装位置（轴承安装角）对三油楔固定瓦滑动轴承静动特性和稳定性的影响,得出了三油楔固定瓦滑动轴承静动特性和稳定性随轴承安装角变化而变化的一系列规律性曲线,并进行了理论分析。     

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。     

速度对三油楔滑动轴承轴心位置及摩擦力的影响

根据全收敛楔三油楔轴承模型建立了该轴承的油膜厚度方程,并利用Reynolds方程建立了油膜摩擦力矩的计算式,研究了轴旋转速度对轴心平衡位置和摩擦力的影响.通过对润滑状态的模拟,得出:随着速度的增大,偏心距和偏心方向呈非线性变化的趋势,变化速度逐渐减缓,最终趋于稳定;速度与摩擦力之间也是一种非线性关系,在启动的瞬间尤为明显,但在正常运行时可视为线性关系.     

微织构对三油楔滑动轴承动静特性的影响

为进一步提升三油楔动压滑动轴承运行时的动静态特性,采用表面织构技术来提升轴承承载力、摩擦学性能以及动态稳定性.该研究在动压润滑状态下,建立含球冠状微凹坑织构三油楔滑动轴承的数学模型,用有限差分法求解,并利用MATLAB软件仿真在织构参数多重因素影响下的轴承动静态特性.结果表明,当织构个数一定时,布置在楔形间隙升压区出口...     

出油孔对螺旋油楔动静压滑动轴承性能的影响

针对当前制约动静压滑动轴承应用的温升问题,在对一种螺旋油腔动静压滑动轴承的动静态特性分析的基础上,设计了相应的实验装置,采用理论和实验的方法研究了轴承的出油孔对轴承静动态性能的影响。理论和实验结果均表明,出油孔的存在对油膜的压力分布仅有较小的影响,对承载力及动态性能的影响甚微,但却会大幅度增加轴承的出油量,通过出油孔流出轴承的润滑油量大约为端泄流量的十几倍,即通过出油孔能更多地带走摩擦产生的热量,更有利于轴承的温升降低。在需要降低轴承温升的应用中,在油腔中适当添加出油孔,并合理布置进出油孔的位置,可以实现对性能影响较小的情况下,大幅度降低轴承的温升。     

基于流固耦合的多油楔滑动轴承动特性研究

提出了适用于多油楔滑动轴承结构的动网格方法,并实现了轴颈任意扰动(自由振荡运动、脉冲激励运动和偏心涡动)下润滑流场的瞬态计算。通过在润滑流场与转子系统间进行数据传递,形成了多油楔滑动轴承润滑流场与转子动力学之间的耦合计算。讨论了轴颈自由振荡、受脉冲激励以及偏心涡动时轴瓦安装角对多油楔滑动轴承动特性的影响,数值计算表明:当安装角设置在20°~40°之间时,轴承的阻尼较小,稳定性较差;而当轴瓦安装角在100°~120°之间时,轴承阻尼较大,稳定性较好,并且轴瓦数越多,安装角对稳定性的影响越小。     

精密多油楔动压轴系的楔形间隙参数与油膜运动稳定特性

针对精密仪器轴系的研制和精度分析,研究了立式三油楔动压轴系的结构、轴承轮廓结构,建立数学模型、分析模型,对轴系动压油膜的动力特性做了分析.对于主轴在动压油膜反力与外载荷作用下处于某一平衡位置(e,θb)运转时,能否经得起任意微扰动的干扰而失稳,建立了油膜运动稳定性的判据.应用数值模拟和计算机编程,深入研究了关键设计参数楔形间隙bm、cm相应的油膜运动稳定特性,揭示了楔形间隙值与轴系失稳的对应关系,给出了油膜稳定性因数Log(Sp)与偏心率ε(ε=e/c)之间的变化曲线图,并指出了楔形间隙参数最佳的取值范围.研究结果指出:楔形间隙是轴系设计和制造的重要敏感参数;最大楔形间隙bm和最小间隙cm值之间应保持一定的比例,否则油膜运动发散,轴系平衡失稳,导致主轴转动中产生较大的晃动.对于低速立式三油楔动压轴系,则bm-cm≥0.8 μm.比较研究结果与成功轴系实例,表明实例中bm、cm取得符合轴系的油膜稳定条件.证明研究结果对该类轴系的设计具有实用性.     

进油压力对可倾瓦径向滑动轴静动特性的影响

本研究了进油压力对可倾瓦径向滑动轴承静动行性的影响,采用适当的边界条件,得到轴承的油膜压力分布和压力偏导数分布,进而得到轴承的静动特性系数,本对不同的供油压力,计算可倾瓦轴承的静动特性,并对计算结果进行分析比较,结果显示：进油压力对可倾瓦径向滑动轴承的静动怀具有重要影响。     

压黏效应对螺旋油楔动压滑动轴承特性的影响

对螺旋油楔动压滑动轴承进行了研究,推导出了斜坐标系下雷诺方程、油膜厚度方程和速度方程的有限差分公式.在此基础上,建立了考虑压黏效应的螺旋油楔动压滑动轴承的雷诺方程式.运用有限差分法,计算得出有无考虑黏压效应情况下,轴承的动静特性参数.结果表明:压黏效应使滑动轴承的油膜厚度有所提高,油膜压力、承载力和端泄量有所减小;压黏效应对轴承的刚度系数和阻尼系数、流线分布、摩擦阻力和温升都有不同程度的影响,是分析螺旋油楔动压滑动轴承动静特性的一个不可忽略的因素.     

基于C语言的三油楔滑动轴承润滑模拟及其性能研究

运用雷诺方程模型,编制了C语言程序,模拟了三油楔滑动轴承的润滑状态。通过对润滑状态的模拟,得出如下结论：轴承的承载能力随着偏心距的增加而增大,而且增大的规律是非线性的;轴承的承载能力最大处在偏心方向为30°的地方,因此,保证偏心方向在这个方向能够提高系统的稳定性;提高轴的旋转速度有利于提高轴承的承载能力。     

入口油温偏低导致的机组油膜涡动故障的特征分析

对大机组因润滑油入口温度偏低导致的电机轴承油膜涡动故障实例的系统特征进行了分析。结果表明,润滑油入口油温偏低产生的油膜涡动在电机不同轴承上响应形式不同。不同测点的波形形状、振动峰值、谐波分量均不相同。共同特征是幅值谱中出现约0．4倍频分量且其模值大于1X分量模值和1X分量模值变化不大的现象。     

应力偶流体润滑轴承油膜压力和轴心轨迹计算

根据应力偶流体动态润滑轴承雷诺方程,运用数值计算方法研究应力偶参数对轴承润滑性能的影响。针对某柴油机轴承,分别计算采用牛顿流体和非牛顿应力偶流体润滑时的油膜压力分布和轴心轨迹。结果表明：与牛顿流体润滑相比,应力偶流体润滑时轴承的油膜压力增加,且随应力偶参数的增加,最大油膜压力出现在轴承角度增大的方向;2种润滑条件下,所计算得到的轴心轨迹形状类似,不同之处在于牛顿流体润滑时其轴心轨迹离轴承的中心比较远,而应力偶流体润滑条件下轴心轨迹随参数增加向其中心靠近且最小油膜厚度明显增大。研究表明,应力偶流体润滑与牛顿流体相比提高了油膜压力,改善了轴心轨迹,且应力偶参数越大应力偶效应越显著。     

不同微结构静压轴承油膜流动特性研究

在剪切力和压缩力共同作用下,液体静压轴承黏性油膜的液阻和流速会发生变化,导致油膜的散热能力不稳定,而增加油膜流动阻力,减小流动速度可以有效提高油膜的散热能力。为增加流体的扰动进而增强换热,在静压轴承工作面上加工不同的微结构(矩形、三角形、椭圆形),通过数值仿真方法研究微结构在不同跨度、不同深度、不同间距下对轴承工作面油膜流动速度的影响,得到黏性油膜增阻减速的有效范围。结果表明：综合微结构深度、跨度、间距变化对油膜液阻的影响,矩形微结构增阻效果最明显,椭圆形微结构次之,三角形微结构最差;当微结构间距单一变化时,只有矩形微结构可起到降低流场平均速度的作用。因此,矩形微结构可起到增阻减速的作用,且增阻减速的最佳间距范围为0.01～0.04 mm。     

动载滑动轴承瞬态油膜的全景实验研究

在搭建的滑动轴承实验台上,对大扰动工况下油膜全景空穴分布图像及油膜压力进行瞬态同步采集,并对图像进行后处理,以便于观察并与基于质量守恒边界条件的理论仿真结果对比,并对同一旋转周期内油膜空穴分布和不同工况下油膜压力进行对比分析。结果表明：油膜全景图像经过后处理转化为油膜原形展开图像后,图像直观,且更易于对比分析;在大扰动工况下,油膜空穴区域随最大动偏心位置迁移而迁移。     

基于有限差分法的径向滑动轴承油膜压力分布计算

滑动轴承广泛应用于旋转机械中,其静动态参数对旋转机械的运转有很大影响。确定滑动轴承的静动态参数依赖于轴承的油膜压力分布,Reynolds方程是油膜压力计算的基础。对于具体轴承参数计算,传统方法是利用已知的给定偏心率和宽径比下的轴承静动态参数进行曲线拟合,通过反推实际轴承的偏心率和偏位角,然后进行压力分布计算。这种逆运算不太方便。基于有限差分法,采用MATLAB软件编程计算,利用实际轴承已知外力和宽径比直接求解完整二维流动Reynolds方程得到油膜压力分布曲线,进一步利用改进方法设计计算实际轴承参数,取得较好的计算精度,使圆瓦轴承参数计算更为简便。     

油气两相流对滑动轴承油膜破裂位置的影响

滑动轴承油膜破裂位置是滑动轴承静特性之一。本文在引入新型气油两相流流变模型后,组织了一套适用于油气两相流润滑工况下滑动轴承的数值计算理论,用数值计算的方法研究了油气两相流对滑动轴承油膜破裂位置的影响,得出了一组规律性的结论。     

可控节流参数对液体静压轴承特性的影响研究

节流器是液体静压主轴的核心元件,其节流特性对液体静压主轴的刚度和回转精度具有直接影响。针对现有节流器在主轴工作时节流特性不可控的不足,提出一款预压预调型可控节流器。在分析可控节流器工作原理和节流特性基础上,根据流体润滑理论,建立基于可控节流器的液体静压轴承承载性能的理论模型,研究可控节流器供油压力、弹簧刚度和控制油腔压力等参数对液体静压轴承承载性能的影响规律,并与固定节流液体静压轴承的承载性能进行对比。研究发现,在其他结构参数及工作参数一定的条件下,可控节流器能够显著地提高液体静压轴承的油膜刚度;在不同偏心率条件下,可控节流液体静压轴承的最佳油膜刚度对应的节流参数不同。在开发的液体静压电主轴试验台上进行了试验研究,通过对油腔压力和油膜刚度的理论计算值与试验测量值的对比,证实了可控节流方案的有效性。     

油水两相流对滑动轴承油膜压力的影响

研究建立了一台适用于测试油水两相流润滑工况下滑动轴承油膜压力的实验装置。实验研究了润滑油混入水滴后对滑动轴承油膜压力的影响规律,得出了若干规律性的结论。     

波箔径向空气轴承最小气膜厚度测量分析

气膜厚度是波箔径向空气轴承的一项重要性能参数,对轴承的承载能力和工作稳定性产生重要影响.提出了一种波箔径向空气轴承稳态工况气膜厚度最小值的测量方法,并对不同工况的轴承气膜厚度进行了测量.结果表明:膜厚随转速的升高有逐渐增大的趋势;相对于轴承载荷,转速对膜厚的影响更大.