推力轴承试验台数据采集系统的研究

为推力轴承试验台搭建了轴承性能参数数据采集系统,可测量推力轴承的动态油膜压力、温度和轴承载荷数据.通过实验研究了巴氏合金瓦推力轴承启动运行过程,得到了油膜温度和压力的变化规律,探讨了不同载荷和不同转速下对推力轴承油膜温度和压力的影响.     

轴颈转速对滑动轴承油膜特性的影响

基于Navier-Stokes方程组对某型车用汽油机曲轴主轴承油膜特性进行了三维数值模拟,获得了不同轴颈转速下,润滑油油膜压力和组分的分布规律,揭示了曲轴转速对滑动轴承油膜特性的影响。数值模拟结果表明,随着轴颈转速的增加,滑动轴承油膜承载区的作用范围以及油膜最大压力的位置几乎不变;在油膜承载区的相同周向位置处,油膜压力随轴颈转速的增加不仅呈线性增大,而且其在最大压力位置处随轴颈转速增加,增长速度最快。此外,随着轴颈转速的升高,油膜破碎区域内充满空气区域的面积逐渐减小,润滑油入口附近油膜破碎区的面积逐渐增加。     

巴氏合金/铜合金衬套应力场对比研究

衬套作为油膜轴承中关键零部件,分析其应力分布对衬套制造工艺与预测衬套损伤有重要意义。本文对受到压力/温度载荷作用的衬套进行研究,结合有限元理论对结合界面的应力分布规律进行分析,并研究巴氏合金/锡青铜分别作为耐磨层时的应力分布,讨论了结合界面应力分布不均匀现象,通过对沿界面及界面端的应力分布情况的分析,确定了结合界面应力集中位置,对比讨论了巴氏合金/锡青铜的应力分布,为两种衬套实际使用中的应力分布提供依据。     

轧机油膜轴承衬套失效形式

轧机油膜轴承的失效,是指主要受力件———轴承锥套、衬套的损坏。一般锥套的损伤不多。衬套是油膜轴承的关键承载件之一,衬套失效必然导致轧机停产,给用户造成重大损失。造成衬套失效的原因是多方面的,诸如油膜轴承的间隙选择不当、巴氏合金的材料选择不当、材料的理化性能、浇注工艺、加工过程有误或涂油防锈、运输过程以及现场的清洗安装、维护使用不当、油膜轴承润滑系统的供油不足、润滑油品的劣化等等,都能造成衬套失效。失效的衬套必须经过仔细检查后,才能确定是返修还是报废。一般磨损不是十分严重的衬套经鉴定返修后可继续使用。以…     

非均匀载荷下厚壁圆筒稳态蠕变应力的计算

根据多维应力下稳态蠕变的基础理论,采用应力函数法推导出一类外边界固定、内边界受非均匀载荷的厚壁圆筒稳态蠕变应力计算公式;分析了不同外内径比K下厚壁圆筒的蠕变应力和应力分布情况,证实最大蠕变应力发生在厚壁圆筒内边界最大受力处,厚壁圆筒的最大蠕变应力随着壁厚的增加呈现出先增加后减小的规律,且当K=1.58时蠕变应力最大。应用所得计算公式,针对工程中油膜轴承衬套因承受油膜压力而发生的蠕变问题进行了蠕变应力解析求解。通过蠕变拉伸试验,得到了衬套内壁材料的诺顿稳态蠕变本构方程,并根据蠕变系数,利用有限元分析软件ANSYS计算了衬套的蠕变应力。最后,比较了上述2种方法得到的蠕变应力,表明文中给出的计算方法与有限元方法所得结果吻合,验证了该解析算法的正确性,从而可以为厚壁圆筒的结构设计和多维蠕变应力解析求解提供理论依据。     

油膜轴承巴氏合金ZChSnSb11-6衬套的蠕变寿命评估

摘要： 针对油膜轴承使用过程中巴氏合金ZChSnSb11-6衬套的蠕变损伤问题,设计了蠕变试验设备并对ZChSnSb11 6进行了蠕变试验.利用试验数据分别建立了基于Dom理论和恒速理论的2个稳态蠕变本构方程,通过试验验证了基于Dom理论的稳态蠕变本构方程的计算精度较高,其相对误差为1.52%;同时,基于ZChSnSb11 6的稳态蠕变本构方程建立了油膜轴承ZChSnSb11-6的蠕变寿命计算模型,以预测任意工况下轴承的使用寿命;测量了ZChSnSb11 6蠕变后的电阻率和硬度,分析了两者的关系并建立了基于电阻率的ZChSnSb11-6蠕变寿命评估模型,提出了一种通过测量合金电阻率评估轴承使用寿命的方法.     

油膜轴承润滑站主要参数控制

油膜轴承是利用锥套和衬套之间的形成合理的油楔进行工作的 ,当锥套与轧辊一起转动时 ,具有一定粘度的润滑油不断被卷吸进锥套和衬套之间的楔形间隙内形成油膜 ,以承受轧机的载荷。因此 ,建立一套完善的供油系统 ,保证润滑油以一定的压力、温度和流量输送到油膜轴承上进行润滑 ,使油膜轴承自始至终保持在液体润滑状态下工作 ,是建设润滑系统的主要任务。油膜轴承具有摩擦系数小 ;承载能力高 ,对冲击载荷的敏感性小 ;使用寿命长 ,结构紧凑体积小 ;适合在高速下工作等特点。由于油膜轴承属于高精度的轴承 ,除了对安装前零部件的清洗和装配质量…     

轧机油膜轴承相对间隙优化设计

在选定润滑油品、给定轧制速度和轧制压力的情况下,利用大型有限元分析软件ANSYS对油膜轴承和润滑油膜进行双向流固耦合分析,计算分析了考虑温度变化的不同相对间隙时的油膜及衬套的受力变形情况,得到了衬套受力变形及温度分布规律,并利用疲劳极限求出轴承的最佳相对间隙,为轴承结构优化提供理论数据。     

恒定轨迹挤压油膜实验台设计

滑动轴承在动载工作条件下运行时,承载油膜受到轴承挤压和旋转剪切两种运动作用.其中挤压运动反映轴承在变载荷条件下,承载油膜抵抗拉应力的能力.平行平板动载挤压油膜实验就是研究动载油膜分布机理的一种简化方法.为完善前人工作的不足之处,搭建自制的恒轨迹挤压油膜实验台,以便于模拟滑动轴承的动载工况,对动载油膜空穴的本质进行更深入的研究.     

重载条件下油膜轴承弹流问题的数值分析

油膜轴承以其特有的重载负荷特性广泛应用于大型板带材轧机,其润滑特征为典型的弹性流体动力润滑,通过对油膜轴承在不同工况下的刚性与弹性油膜承载能力、油膜压力、油膜厚度的计算对比,可以计算出轴承在不同偏心率时承受的实际轧制力和膜厚分布,同时讨论了影响油膜承载特性的相关因素之间的一些关系.     

涡轮增压器织构化浮环轴承润滑数值模拟

为研究表面微织构对涡轮增压器浮环轴承在极端工况下润滑过程的影响,基于浮环轴承基本工作原理,以VT50半浮动轴承为研究对象,建立未织构、内织构和外织构3类浮环轴承内间隙三维润滑油膜模型,利用Fluent模拟获取润滑油速度及压力等信息。经研究获得以下结论：表面微凹腔的设置能够增强油膜承载能力,从而提高浮环轴承的工作平稳性,织构后最大平均油膜压力相对于未织构方案可提高1.92%;相对于外织构形式的动压作用,内织构形式通过挤压作用而在织构区域获得更高的油膜压力,前者油膜压力峰值可比后者高26.7%;在轴向润滑油出口区域附近设计微凹腔内织构是改善浮环轴承润滑性能的有效措施,可以防止轴承倾斜失效。     

应力偶对滑动轴承热流体动力学特性的影响

研究了应力偶对有限长滑动轴承热流体动力特性的影响。推出了基于应力偶流体模型的油膜能量方程 ,并与应力偶流体的 Reynolds方程、轴瓦热传导方程一起联立数值求解 ,得到油膜的压力分布 ,油膜及轴瓦的温度分布 ,比较了 Newton流体和应力偶流体对轴承压力分布、温度分布及轴承承载力所产生的不同影响。结果表明 :应力偶流体在明显增大油膜压力的同时 ,也使轴承最大温度略有升高     

动压油膜轴承的摩擦性能及表面形貌分析

在考虑弹性变形、倾斜因素和粘温粘压关系的基础上,简要概述了动压油膜轴承润滑理论,基于油膜轴承综合试验台在线模拟了轴承的实际运转,通过TR200粗糙仪测量了试验轴承的三维表面形貌,间接地反映了轴承合金的磨损情况。结果表明:动压轴承在承载区的粗糙度变化幅值比较明显,非承载区变化幅值比较小。因此,非常有必要采取合理的措施控制或减少摩擦和磨损的产生。     

油膜轴承测支承辊轴心轨迹装置

油膜轴承是高精密的滑动轴承,常用于轧机工作辊或支承辊上,利用锥套和衬套之间的间隙形成合理的油楔进行工作。当锥套与轧辊一起旋转时,具有一定粘度的润滑油不断被卷吸进锥套和衬套之间的楔形间隙内,形成油膜以承受轧机的轧制载荷。在轴与轴承的表面形成了完整的压力油膜,使两个摩擦表面完全分离,不发生任何金属接触。超过了轴承两表面微观不平度之和。所以轴与轴承的接触应力不再是赫兹分布,而是流体动压分布力。由于润滑油膜足够厚避免了金属之间的接触,所以油膜轴承属全液体润滑,摩擦系数也很低。由于轧机油膜轴承座的中心是固定的,油膜…     

角接触陶瓷球轴承弹流润滑状态分析

基于点接触弹流润滑理论,建立角接触陶瓷球轴承弹流润滑的数学模型,采用多重网格法分析油气润滑条件下内部接触区的润滑状态,得到角接触陶瓷球轴承的点接触弹流润滑完全数值解.分析结果表明:由于颈缩的存在,在相应的位置上将出现二次压力峰;在二次压力峰处,油膜开始收缩,形成出口区的颈缩现象;随着转速的增大,外圈油膜最大压力连续增大,内圈油膜最大压力变化不明显,内、外圈最小油膜厚度随转速增大而增大;轴承载荷影响主要表现在压力分布上,随着载荷逐渐增大,内圈接触区油膜最大压力变大.     

微织构对径向滑动轴承承载能力的影响机理

为了揭示表面微织构对径向滑动轴承承载能力的影响规律及机理,以指导滑动轴承微织构的优化设计,在考虑空化效应和紊流影响的前提下,采用基于N-S方程的CFD技术建立了三维织构化滑动轴承的仿真分析模型,分析了微织构分布位置、形状和尺寸对轴承承载能力的影响,并从微织构对油膜压力的影响这一层面,探讨了微织构对滑动轴承承载能力的影响机理.分析表明:微织构的存在一方面具有增加油膜厚度、降低织构区油膜压力的负面作用,另一方面也具有推迟油膜破裂、扩大油膜承载区的积极作用,这两方面的共同作用形成了微织构对滑动轴承承载能力的影响机制;微织构对轴承承载能力的双重作用,导致只有在轴承主要承载区附近布置微织构方可提升承载能力,且当微织构布置于有利于提升滑动轴承性能的位置时,存在一个最优的织构轴向分布率、密度、宽度和深度,使得滑动轴承的承载能力最大.     

唇形密封圈润滑性能的数值模拟

在同时考虑密封压力,密封唇口和轴表面微观形貌、密封唇口过盈量、密封唇的弹性变形等因素的基础上提出了一种对唇形密封圈润滑面进行流体动压润滑性能计算的数值模拟方法。该方法可以有效地对不同密封压力下具有不同初始过盈量的唇形密封圈的润滑性能进行模拟计算,与现有的模拟计算方法相比更为合理。将所建立的模拟计算方法应用于江苏容天乐公司生产的WR型汽车水泵轴承密封圈的研究,数值计算了轴承工作时密封区域内两粗糙表面间的最大油膜压力、平均油膜压力、最小油膜厚度、平均油膜厚度,密封唇表面摩擦力等参数,得到了不同密封压力下初始唇口过盈量变化对密封面润滑性能影响的规律曲线,并对其进行了分析。     

球磨机静压轴承油膜温度场数值模拟与分析

针对球磨机静压轴承经常发生烧瓦现象,基于热传导理论,对静压轴承油膜建立数值分析模型,并利用有限元分析软件ANSYS,得到了油膜温度场分布.研究表明:三维数值模拟分析可以揭示轴瓦面油膜温度分布,解决实际工程中由于油膜很薄导致静压轴承内部温度场无法直接测量获得的问题.油膜产生温升主要是受到剪切及系统发热造成,使得油液粘度变小,从而造成油膜的刚度和承载力等性能的改变.温度峰值区出现在靠近油膜边界处,为防止温升过高,可采取风冷、降低轴瓦比压等措施.分析结果对深入研究静压轴承运行过程中油膜的动态变化和传热机理、优化设计方案具有十分重要意义.     

应力偶流体润滑轴承性能计算方法的比较

研究了负压力充零算法和质量守恒空穴算法对应力偶流体润滑轴承油膜压力分布及轴承特性参数的影响.数值分析表明,在油膜完整区,两种算法所得油膜压力几乎相同,只是在接近油膜破裂处有小的偏差;在空穴区,两者不同.两种算法所得轴承特性参数相差较大,随应力偶参数增大差别减小.充零算法与实际情况不符,空穴算法更符合实际.     

斜面油垫静压轴承热油携带影响下的温升特性

以周向倾角0.028°动压承载效果较优的斜面式双矩形油垫静压轴承为对象,进行油膜热油携带及温升特性研究.从缝隙流动机理出发建立油膜热油携带数学模型,对该型号静压轴承常用7种载荷和12种转速工况进行流体仿真分析,探索热油携带影响下的油膜温升规律,并进行油膜性能实验.研究发现:当转速10～100 r/min时,部分载荷工况发生油膜热油携带现象;而当转速超过100 r/min时,所有承载范围内均会发生油膜热油携带现象,且油膜温升曲线有尖点,热油携带影响下的油膜温度急剧升高,油膜热累积现象加重.