可倾瓦气体动压轴承参数对其承载能力影响的分析与研究

本文介绍了可倾瓦气体动压轴承承载能力的计算方法,分析了轴承参数对其承载能力的影响,对瓦块支承为刚性、弹性及其组合的可倾瓦轴承的特点进行了阐述,并以设计曲线的形式给出了计算结果。     

动压气体轴承的动态刚度和动态阻尼系数

采用偏导数法求解动压气体润滑Reynolds方程,给出动压气体轴承动态刚度和动态阻尼系数普遍适应的计算方法.进行有限元数值仿真,计算动压气体轴承的动态刚度和动态阻尼系数,并重点研究轴颈扰动频率和不同轴颈扰动频率下的轴承静态载荷及轴承数对这些系数的影响.从理论上解释动压气体轴承的动态刚度和动态阻尼系数与轴颈扰动频率的密切相关性.     

挠性气体动压径向轴承的理论分析

本文对挠性气体动压径向轴承提出了一种新的理论分析方法。用等参有限元法分析二维动压润滑，借助于约束矩阵和简化递推算法求解弹性体变形，得到了一定转速和偏心距下的气膜厚度和压力分布，计算了轴承的承载能力，刚度和起动力矩等性能参数。     

表面微织构对气体动压轴承承载性能的影响

为分析表面微织构对气体动压轴承承载性能的影响,基于微观分子动力学的Lattice Boltzmann Method(LBM)建立气体动压轴承计算流体动力学模型,采用XFlow软件计算其承载力,并分析了微织构形状和深度对气体动压轴承承载力的影响,结果表明：三角形微织构轴承承载力优于正方形、半圆形微织构轴承,微织构深度取76μm最佳。     

箔片式动压止推气体轴承的发展

本文简要回顾了箔片式动压止推气体轴承的发展历史.详细介绍了箔片式动压止推气体轴承的主要类型及研究状况.     

箔片动压气体轴承转子系统动态特性试验研究

在箔片动压气体轴承的润滑分析模型和动态特性数学模型基础上,结合牛顿力学方程,建立箔片动压气体轴承-转子系统动力学方程,并研究其刚度和阻尼系数的计算方法;试验测量箔片动压气体轴承-转子系统的振动及速度,计算其刚度和阻尼系数;结合图谱法分析箔片动压气体轴承-转子系统在升速过程中的线性失稳和非线性失稳现象,研究转速对其刚度和阻尼系数的影响规律。结果表明：箔片动压气体轴承-转子系统主刚度系数整体随着转速的升高而增大,而交叉刚度整体随着转速的增加而减小且变化趋势相对较为平缓;阻尼系数整体随转速的提高而减小;系统自身阻尼抑制了扰动和低频能量的聚集,避免了箔片振动发生,从而有效地提高了系统运行的稳定性。提出的动态特性系数计算方法结合气体润滑理论与动力学模型,并结合试验测试,可以有效地获得轴承-转子系统的动态特性。     

动压箔片轴承气膜厚度分布特点

建立了考虑平箔片下垂效应的动压箔片轴承气弹耦合模型,以Reynolds方程描述气膜压力,以Euler梁单元描述平箔,以简单弹簧单元描述波箔。采用有限差分法和Newton-Raphson迭代法求解气膜压力方程,采用有限元法计算箔片变形,利用气膜压力与气膜厚度相互迭代逼近气弹耦合的收敛解。结果表明,在气膜压力较大区域相邻两支承箔拱之间的平箔段会发生微小的下陷弯曲,并伴随有压力场的局部变化。     

箔片式动压径向气体轴承的发展

本文简要回顾了气体轴承和箔片式动压径向气体轴承的历史及国内、外目前的研究状况。详细介绍了箔片式动压径向气体轴承的起源、结构形式、应用范围和理论、实验及应用研究的发展,并提出了一种新型结构形式的弹性支承箔片动压径向气体轴承。     

弹性支承箔片动压气体径向轴承的实验研究

对新型结构弹性支承箔片动压气体径向轴承进行试验研究,在高速透平膨胀机(主轴轴径D=25.0mm、转子总长l=250.5mm、转子质量Gm=891g、额定工作转速10.64×104r/min)上达到了转子转速14.8×104r/min、超速40%的良好试验效果。对这种弹性支承箔片动压气体径向轴承的振动特性和稳定性进行试验研究。结果表明,该轴承具有优良的动态特性与稳定性,能有效抑制高速自激涡动的发展,在正确选择结构参数和表面处理方法后,有望替代目前在高速透平机械中广泛应用的静压气体轴承。     

部分圆弧动静压混合式气体轴承的性能研究

采用有限差分法计算部分圆弧动静压混合式气体轴承的压力分布、承载能力和支承位置角,并与气体静压轴承、气体动压轴承进行比较,表明混合式气体轴承具有较高的承载力,瓦块进口边位置角对部分圆弧混合式轴承的承载能力、载荷位置角有显著影响,在进行轴承结构设计时应充分考虑这一现象。研究了供气压力对混合式轴承性能的影响,表明供气压力的增大可相应提高轴承承载能力。     

考虑激振频率的可倾瓦推力轴承动特性理论与试验研究

为了研究激振频率对可倾瓦推力轴承动特性的影响,提出考虑激振频率的动特性建模方法和试验方法。依据可倾瓦轴承刚度和阻尼定义,将激振频率引入可倾瓦推力轴承动特性计算过程,通过建立轴向扰动下的膜厚方程、雷诺方程及瓦块运动方程,推导出包含激振频率的可倾瓦推力轴承动特性数学模型,计算分析刚度和阻尼随扰动频率(激振频率与主轴转频的比值)、转速及载荷的变化规律;采用脉冲激振法在可倾瓦推力轴承试验台进行动特性试验,得到不同激振频率、转速及载荷条件下刚度、阻尼的试验结果,并和相应的理论计算值进行对比分析。结果表明：当扰动频率较小时,可倾瓦推力轴承刚度随其增加而逐步增大,阻尼随其增加而逐步减小;当扰动频率增加到一定程度后,其刚度和阻尼逐步趋于稳定。此外,转速和载荷对其刚度和阻尼随扰动频率的变化幅度基本无影响。     

真空平衡型气体静压止推轴承的数学模型研究

讨论了真空平衡型气体静压止推轴承的工作机理,建立了该轴承的承载能力的测度的数学模型,并通过计算机真及实验的方法对其进行分析验证,提出了气膜厚度为真空度变量的参数,使其与导管参数,轴承参数联系起来,为定量分析真空度对轴承特性的影响提供了设计依据。     

油膜轴承传动轴系动载系数计算方法

针对传动轴系动载荷变化难以准确用数学函数描述的问题,基于刚体动力学理论,综合考虑轴系刚性与弹性振动特性,提出近似求解动载荷的分析方法,建立轴系动载荷分析模型。通过分析现有油膜轴承试验装置中传动轴系的机械结构组成,推导传动轴系在启制动工况突变时的动载系数计算公式;根据传动轴系的结构参数,确定动载系数取值范围;同时给出该动载系数模型在工程应用中的典型形式。计算表明：轴系在启制动之前,相比没有静压润滑的情况,使用静压润滑的油膜轴承的动载系数相对较小,振动对其油膜稳定性的影响较小。     

偏导数法求解轴承油膜动特性系数的改进

本文提出了一种偏导数法求解动压滑动轴承油膜动特性系数的改进方法——矩阵法。用偏导数法一旦求得四个关于的积分方程，它们的矩阵表达式便可直接得到，积分后，可解出八个油膜动特性系数。用这种方法比其他方法节省１／２～２／３的计算时间。     

考虑空穴因素的动载滑动轴承动态特性分析研究

基于JFO理论 (Jakobsson,Floberg ,Olsson)提出的质量守恒边界条件 ,对二维动载滑动轴承的线性稳定性在考虑空穴因素影响的条件下进行分析研究 ,建立相应的模型及方程 ,进而求得动力特性系数 ,以便进一步更准确的考察其稳定性。最后 ,对一个 36 0°的普通圆柱动载径向轴承进行实例计算 ,计算结果显示和实验测量数据吻合的较为一致。     

试验台约束对滑动轴承动特性识别精度的影响

在滑动轴承的动特性测试中,试验台参数对动特性测试精度有重要的影响。以某倒置式轴承动特性试验台为研究对象,基于轴承动力学正反问题,提出滑动轴承动特性系数识别精度的仿真评估方法,分析不同激振频率时试验台约束参数对轴承动特性系数识别精度的影响规律,并对激振频率和约束参数的取值范围进行优选。结果表明：在较低激振频率的条件下,当约束刚度和约束阻尼取值较小时,动特性系数的识别精度受测试误差的影响不大,随着约束刚度和约束阻尼取值增大到一定值,动特性系数的识别精度受测试误差的影响迅速增大。针对研究的试验台,选择激振频率在30~300 Hz之间,选择试验台约束刚度小于试验轴承刚度的0.3%,试验台约束阻尼小于试验轴承阻尼的7%时,能够保证较好的轴承动特性系数的测试精度。     

多叶式波箔气体动压轴承静特性研究

随着旋转机械的不断发展,箔片动压轴承已经发展到了第四代.其中,多叶式波箔气体动压轴承以其大预紧力和耐高温涂层技术的应用而拥有广阔的发展前景.以多箔叠加弹性结构作为切入点,应用悬臂弯曲梁模型和线性弹簧模型来等效箔片结构中的顶层平箔和支承波箔,从而获得不同于前三代箔片动压轴承的气膜厚度方程.基于有限差分法耦合气膜厚度方程和...     

主动混合滑动轴承的可控性分析

针对动静压混合滑动轴承,分析了主动节流轴承的可控性,并提出以可控性系数来加以衡量。通过有限差分法迭代求解Reynolds方程,根据油腔内的流量平衡关系修正油腔压力,继而得到轴承间隙内的油膜压力分布和油膜合力;采用小扰动法求解得到轴承的8个动力特性系数和可控性系数。结果表明:增大油腔面积,将能有效提高轴承的可控性;油腔轴向宽度对轴承可控性系数的影响较大,而周向包角的影响相对较小;轴承的同心节流比对轴承的可控性有较大影响,提高节流比将能得到较好的可控性;油腔轴向宽度和轴承的同心节流比对轴承流量影响甚大,需要综合考虑轴承可控性和流量的关系,以达到最优性能。     

油膜轴承动态压力边界条件的确定及其对轴承动特性的影响

本文基于将Reynolds方程的解分解或不同解的情况下,研究在轴颈振动下的油膜破裂的压力边界条件及其对轴承动特性的影响,从而为进一步研究大挠动下轴承的动态响应打下基础。