圆形可倾瓦推力轴承性能的研究

圆形可倾瓦推力轴承性能的研究马希直（陕西工学院机械系７２３００３）王继志周世昌（哈尔滨电工学院）１引言流体动压推力轴承是依靠油膜在相对运动的表面间承载的一种部件。具有摩擦功耗少、承载能力大、运动平稳及使用寿命长等优点。在工业设备中经常应用的推力轴承...     

可倾瓦推力轴承系统的稳定性研究

在可倾瓦推力轴承系统中,利用薄膜压力和薄膜厚度的Taylor级数展开式,对瞬态雷诺方程进行了求解,求出了薄膜力和瓦块所受力矩的Taylor级数展开式,建立了镜板和可倾瓦自由振动时的微分方程及其特征方程,以出口处与入口处薄膜厚度的比值,外载荷、瓦块倾角、镜板速度和薄膜动力粘度等为变量,经判断霍尔维茨行列式的值大于零时,表明可倾瓦推力轴承系统具有稳定性。一旦瓦块的支点确定后,出口处入口处薄膜厚度的比值即可确定,而与其它参数无关。镜板和瓦块的运动微分方程可进行解耦合求解。     

可倾瓦轴承设计的改进

可倾瓦滑动轴承已广泛应用于涡轮机、压缩机、机床、电动机、发电机及船舶传动、高速齿轮等高速转动机械上,其优点能保证转子的最佳稳定性。市售的这种轴承直径在12.7～227mm(0.5～50in)范围。可倾瓦轴承是通过瓦背的支点来承受载荷,因此轴的位移能与作用在轴颈的力相一致,从而避免了普通圆轴承普遍存在的任何     

圆形可倾瓦推力轴承润滑的计算机仿真

针对大型设备中所应用的圆形可倾瓦推力轴承的润滑问题,采用计算机对圆形可倾瓦推力轴承的润滑性能进行了仿真,通过软件程序计算了单个圆形可倾瓦推力轴承瓦面的油膜形状分布情况、油膜压力分布规律及油膜温度分布规律、功率损耗大小、流量多少等参数。结果表明,通过该仿真程序可模拟出不同工况下圆形可倾瓦推力轴承润滑参数,进而提前实现对圆形可倾瓦推力轴承润滑特性的预测,为大型设备中所使用的圆形可倾瓦推力轴承的设计、润滑和实验提供基础数据。     

可倾瓦推力轴承的线性和非线性动特性研究

建立可倾瓦推力轴承中油膜对镜板的作用力和油膜作用下可倾瓦的力矩的准静态线性和非线性动力学模型,并且通过对油膜压力进行二阶泰勒级数展开推导出４０个油膜对镜板的作用力和油膜作用于可倾瓦的力矩的线性和非线性刚度及阻尼系数,为以后进一步研究推力轴承的稳定性和动特性奠定了基础。     

推力可倾瓦轴承支点的优化设计

根据力矩平衡原理，给出了可倾瓦推力轴承最佳支点位置的优化设计方法，通过分析比较，表明支点的优化设计有助于提高轴承的使用性能。     

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。     

速度对扇形可倾瓦推力轴承润滑性能的影响研究

采用数值分析方法研究速度对扇形可倾瓦推力轴承润滑性能的影响,分析速度对最小油膜厚度、最大油膜压力、最高油膜温度、功率损失和流量等参数的影响规律,得到了速度与扇形可倾瓦推力轴润滑参数的关系。结果表明:最小油膜厚度在一定的速度范围内随速度呈线性变化,且随着速度的增加而增加;最大油膜压力随速度的增大产生波动性变化,但最终逐渐稳定到某一具体值;随着速度的增加温度升高;瓦功耗和瓦流量随速度的增加基本上呈线性增加变化。     

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。     

可倾瓦推力轴承在工况参数变化下的瞬态润滑性能研究

建立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 ,提出基本方程的数值求解过程 ,研究可倾瓦推力轴承变转速下的瞬态润滑性能。     

圆形可倾瓦与扇形瓦推力轴承性能的比较

应用有限元程序分别对圆形瓦和扇形瓦推力轴承在中心支承条件下的性能进行了计算。并根据计算结果对两种瓦形的轴承性能作了比较。其结果和实验结论比较一致。最后得出圆形瓦轴承比扇形瓦轴承在某些方面有一定的优越性。     

对称可倾瓦推力轴承的热弹性流体动力润滑

本文对对称可倾瓦推力轴承的热弹性流体动力润滑特性进行了理论分析，考察了温升、轴承零件的弹性变形和热变性，轴承前端的冲击压力、流体的惯性力等四类因素对轴承工作性能的影响。数学模型中的全部方程均用无量纲形式给出，并用数值方法求解，从而得到了给定条件下润滑油膜的压力、形状、温度、速度等的分布规律。     

可倾瓦推力轴承系统的稳定性和失稳转速分析

以可倾瓦推力轴承系统为研究对象,建立了油膜厚度方程、瞬态压力方程、油膜力的Taylor级数展开式,推导出了油膜对镜板的作用力和油膜作用于可倾瓦块的力矩刚度和阻尼动力学系数。分析了系统的稳定性,根据失稳频率的概念,提出了求解系统失稳频率的一种新颖而又简单的方法,并据此求出了失稳转速。     

可倾瓦推力轴承的分形表面形貌润滑性能研究

提出一种考虑表面形貌时可倾瓦推力轴承润滑特性的数值计算方法,采用分形函数重构了轴承润滑表面轮廓,并将表面轮廓参数整合到可倾瓦推力轴承润滑油膜的数值计算中,探索表面形貌变化对润滑特性影响.结果 表明,随着尺度系数或分形维数增大,楔形油膜的厚度逐渐变小并且油膜的最大压力逐渐增大,油膜的压力分布波动越剧烈;当尺度系数改变时,油膜厚度和油压分布幅值变化,但分布趋势保持一致,分形维数则对其幅值和分布趋势都有影响;当分形参数变化时,轴承整体的承载能力和摩擦力出现波动,但波动很小.轴承表面形貌误差会对整个轴承的油膜的稳定性造成影响,因此在可倾瓦轴承的设计制造中要控制润滑表面的加工精度,保障可倾瓦推力轴承运行稳定.     

基于实例推理的可倾瓦推力轴承方案设计

可倾瓦推力轴承的传统设计方法存在过程复杂、过分依赖设计者经验,以及缺乏积累和继承设计知识的问题,为此,提出了基于实例推理的设计方法,为进一步提高基于实例推理系统的实例榆索效率和质量,对系统中实例表示、相似实例匹配和实例重用三个关键技术环节进行了改进,引入相似理论和相似系统理论的基本原理,分别提出了以相似准则作为重要属性的实例表示方法,基于敏感性分析的属性权重配置算法,以及基于属性差异度的相似性度量方法.在实例莺用方面,提出了将最相似实例按照结构特性生成初始方案后再对其进行评价和修改的方法,以降低方案修改的难度和复杂性.最后,通过一个可倾瓦推力轴承的设计案例,验证了所提方法的可行性和有效性.     

弹支可倾瓦推力轴承弹性垫最佳偏心率的影响因素

为了优化橡胶垫支撑的水润滑可倾瓦推力轴承橡胶垫的偏心率,并研究橡胶垫最佳偏心率的影响因素,提出了轴承热流体动压润滑性能计算模型,采用有限元法求解橡胶垫在非均匀压缩时作用于推力瓦块的支撑力和力矩,并拟合支撑力和力矩随压缩量和瓦块倾角变化关系方程,采用有限差分法求解流体域各控制方程,研究了载荷、转速、瓦块尺寸和长宽比等因素对橡胶垫最佳偏心率的影响规律。研究表明,橡胶垫的最佳偏心率与载荷和转速无关,但受瓦块长度和宽度变化的影响;在橡胶垫尺寸和材料不变的情况下增大瓦长,橡胶垫的径向和周向最佳偏心率分别减小和增大;增大瓦宽,径向和周向最佳偏心率分别增大和减小;同时增大瓦长和瓦宽,但保持瓦块长宽比不变,径向和周向最佳偏心率都增大。橡胶垫在最佳偏心率范围内取值时,计算的水膜厚度在周向和径向的膜厚比也在它们的最佳值范围内,分别为1.3～1.4和0.12～0.20。研究方法和结果对设计橡胶垫支撑的弹支可倾瓦推力轴承有指导意义。     

线支撑可倾瓦推力轴承性能的实验研究

设计、制造一新型推力滑动轴承试验台,并对不同工况下可倾瓦推力滑动轴承的动、静特性进行试验研究。该实验台能自动进行数据采集处理,可以完成油膜温度、压力以及动载工况下轴承座相对位移和绝对位移等参数的测量,为推力滑动轴承静动特性的理论研究提供了试验依据。     

可倾瓦轴承瓦块背弧计算及瓦隙测量

本文推导了可倾瓦轴承瓦块背弧的计算公式,评估了瓦块背弧半径的设计偏差对轴承使用的影响程度,并提出一种瓦隙测量方法。     

大型透平压缩机可倾瓦轴承的检修技术

大型透平式压缩机广泛应用于石油、化工、冶金、动力、空分等行业,要求压缩机必须拥有良好的性能才能维护好生产大流程的安全稳定运行。透平式压缩机的压缩机转子和轴承是最重要的部件,它们直接决定机组的运行周期。     

轴线偏斜对可倾瓦推力轴承润滑性能的影响

轴偏斜是实际运行推力滑动轴承中普遍存在的现象,轴心线的偏斜是造成推力轴承失效的主要因为之一.建立可倾瓦推力滑动轴承弹性流体动压润滑的计算模型,计算5组不同轴偏斜角下的轴承润滑性能,并将其与未偏斜时的润滑性能作对比.结果表明,轴偏斜造成每块瓦的油膜厚度、压力分布、瓦面温度均不相同,其中对油膜厚度、压力分布影响很大,对瓦面温度分布影响较小;在全膜润滑状态下,微小的偏斜角变化会造成最小油膜厚度和最大压力明显的变化,但瓦面最高温度变化很小.