流体动压润滑(四)——流体动压润滑轴承试验

流体动压滑动轴承试验不仅验证理论假设,更重要的是修正理论,推动理论和生产不断向前发展。流体动压滑动轴承试验,包括静特性试验和动特性试验两大类。所谓静特性是轴心处于静平衡线上旋转,而无外界激振的情况下,轴承的静态性能。相比之下,动特性则是轴心在外界激振力的作用下处于静平衡线附近旋转时轴承的动态性能。     

动静压滑动轴承的稳定性分析

根据有限元法对几种类型动静压滑动轴承的计算结果讨论了它们静态承载能力及动态稳定性，并将３６０度圆柱孔动压滑动轴承和油腔式静压滑动轴承的静、动特性与几种动静压滑动轴承的静、动特性进行了对比，从理论上确定了动静压滑动轴承的承载能力优于油腔式静压滑动轴承，动静压滑动轴承的动特性优于３６０度圆柱孔动压滑动轴承。     

滑动轴承三维油膜试验研究

给出了滑动轴承存在3个自由度的试验模型.在给出轴心涡动三维运动方程的基础上,导出了求解滑动轴承18个动特性系数的计算公式.最后针对径向-推力联合动静压轴承进行了试验,得到了其动特性系数,并与理论计算结果以及二维模型试验结果进行了比较.     

浅油腔滑动轴承的试验研究

本文讨论了油腔式滑动轴承静、动特性的试验原理，在自行研究的动静压滑动轴承试验台上对浅油腔轴承进行了试验研究，获得了一批有价值的试验数据，与理论结果有较好的吻合，对浅油腔轴承在工业中应用提供了依据。     

油膜涡动对三油楔固定瓦滑动轴承性能的影响

以三油楔固定瓦滑动轴承为研究对象,通过数值模拟研究,探讨了油膜涡动角度和涡动半径对轴承静、动特性及稳定性的影响规律,并得出了一系列关于油膜涡动的涡动角度和涡动半径对三油楔滑动轴承静、动特性影响的规律性曲线.结果表明,油膜涡动角度的变化对三油楔固定瓦滑动轴承的静、动特性和稳定性将产生很大的影响,且这种影响随油膜涡动半径增大而增大.     

三维油膜动特性试验研究

文中建立了滑动轴承三维油膜的试验模型,导出了求解滑动轴承18个动特性系数的频域计算公式.对径向-推力联合动静压轴承进行了试验,用广义逆矩阵法求出了该轴承的动特性系数.试验表明：随着偏心率的增加,理论计算结果与三维模型试验结果更接近,二维模型试验结果与三维模型试验结果是有差别的.     

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。     

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。     

划痕对椭圆瓦轴承润滑特性及转子稳定性的影响

由于异物入侵而造成的轴瓦表面划伤是滑动轴承运行过程中的常见现象.为研究表面划痕对径向滑动轴承润滑特性的影响规律,考虑紊流、质量守恒边界等效应建立了热流体动力学润滑分析模型,采用有限元法求解了轴承的静动性能,从理论与试验角度对比了不同转速、载荷等工况下划痕对轴承润滑性能的影响规律(油膜厚度、油膜压力、温升、功耗、流量、刚度、阻尼等),探讨划痕对刚性转子系统稳定性的影响.结果 表明:在静特性方面,当划痕深度与间隙达到相同量级或更高时,导致轴承最小油膜厚度显著降低,最高油膜温度升高,最大油膜压力显著增加,并引发附加弯矩;在动特性方面,划痕对轴承转子系统的刚度、阻尼、不平衡响应和稳定性均有显著影响,规律较为复杂;总体上,划痕导致转子系统临界转速降低,振幅增加,低速工况降低系统稳定性,高速工况增加稳定性.该研究对评估划痕对轴承润滑性能的影响具有一定的工程借鉴价值.     

主泵推力轴承失电惰转失效分析及改进研究

主泵失电惰转对核电站的安全、可靠运行至关重要。文中介绍了轴封型主泵推力轴承的结构特点及工作原理,分析了主泵失电惰转工况推力轴承失效的故障原因和机理,基于轴承故障原因及滑动轴承Stribeck特性曲线,提出了提高推力轴承失电惰转工况运行可靠性的改进措施。综合比较后选择轴承结构设计优化方案进行了试验验证,结果表明改进后的推力轴承满足主泵失电惰转要求。     

基于ISFD的滑动轴承转子系统不平衡振动抑制研究

由于高转速和大功率的需要，现有很多转子设备往往是基于滑动轴承设计的，因而由不平衡故障引起的振动成为影响这些设备安全运行的关键因素。为了探究整体式挤压油膜阻尼器(ISFD)对滑动轴承转子系统因不平衡故障产生振动的抑制效果，对安装有ISFD阻尼支承后的转子系统的不平衡振动响应进行了研究。首先，以实验室现有的转子试验台为基础，设计了安装有滑动轴承的ISFD阻尼支承结构，对ISFD的减振机理进行了介绍；然后，运用有限元方法，研究了ISFD弹性体的径向刚度特性；最后，搭建了单跨对称转子试验台，采用试验的方式，研究了该ISFD阻尼支承结构对转子不平衡振动的抑制效果。研究结果表明：在较宽的载荷范围内，ISFD弹性体的位移值与静载荷呈线性关系，具有优良的线性刚度特性；ISFD具有优良的阻尼特性，可以较好地抑制不同转速工况下滑动轴承转子系统的不平衡振动，在1 800 r/min的工况下，转子在x和y方向的振动降幅分别为38.4%和49.4%;ISFD阻尼支承可以有效抑制滑动轴承转子系统不平衡故障导致的工频振动，在1 600 r/min的工况下，转子在x和y方向的工频振动降幅分别为19.5%和29.4%,...     

滑动轴承的平磨静刚度试验研究

在磨床静刚度检验方法的探讨过程中涉及到一个关键性问题,即在试验中位移是否包括滑动轴承的间隙;主轴轴承为滑动轴承的磨床静刚度应怎样进行检验;如何设法正确解决试验和测量装置。我们在平面磨床静刚度试验研究中也遇到上述问题。现在谈谈这方面的认识。     

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。     

基于CFX的柱面弧形油楔推力滑动轴承仿真分析

柱面弧形油楔推力滑动轴承是一种能够实现双向动载润滑的推力轴承。文中利用Workbench的CFX模块,对柱面弧形油楔推力滑动轴承在动压润滑条件下的油膜特性进行仿真分析。并研究了不同转速和不同黏度对油膜压力的影响,结果表明,转速越高,油膜黏度越大,柱面弧形油楔推力滑动轴承的动压承载能力就越高。     

喷油润滑型激光脸机械密封试验研究

针对航空发动机附件机匣传动轴端机械密封易提早失效的问题,提出在其端面开设激光脸槽型的改进方法,采用试验手段研究在喷油润滑条件下,激光脸机械密封的摩擦磨损特性、热特性及泄漏情况。自主设计可模拟喷油润滑工况的机械密封试验工装,定制可进行润滑油加热的集成型液压站作为辅助系统,分别进行变工况运转试验和长时稳态工况试验。结果表明：在变工况以及稳态工况运转条件下运转后动、静环端面均无明显磨损;在介质温度较为稳定的情况下,动环和轴套温度均能保持稳定;在整个试验过程中,机械密封均无泄漏发生,表明激光脸机械密封在喷油润滑工况下具备良好的热特性和密封效果。     

动静压滑动轴承基本方程和特性系数无量纲化研究

在对滑动轴承基本方程-Reynolds方程进行无量纲化时,动压轴承和动静压轴承所用方法有所不同,相应的无量纲静、动态特性系数也有很大的不同.本文建立了两种轴承无量纲静、动态特性系数之间的关系,在此基础上导出了计算动静压滑动轴承失稳转速的修正公式.作为算例计算了某型号超高速动静压轴承的失稳转速.     

《机械工程学报》英文版1998年第3期目次、摘要预告

——建立了铁磁性流体自密封润滑滑动轴承静动特性的计算模型。用差分法对轴承的油膜压力方程、温度方程以及轴瓦导热方程进行了联立求解。计算和分析了该型轴承在不同偏心率和不同长径比工况下的静动特性。结果表明,在小偏心率和小长径比条件下,采用该型轴承是可行的轴承油膜温度比有端泄轴承的相应值高,轴承转速是影响油膜温度的主要因素。设计更加有效合理的密封形式并制作磁性更强的铁磁性流体是这种轴承发展和广泛应用的关键。     

小孔式动静压滑动轴承稳定性分析

用伽辽金法及摄动理论建立了小孔式动静压滑动轴承的有限元模型，并对其进行了静，动特性分析。分析结果表明，小孔式动静压轴承载能力明显优于油腔式静压轴承，其动特性也优于几何尺寸相同的圆柱孔动压滑动轴承。     

透平膨胀机组动静压向心浮环轴承静动态性能及稳定性研究

提出一种新型结构的动静压轴承——径向推力联合浮环动静压轴承,将径向浮环和推力浮环做成一体。给出该轴承径向部分的内、外油膜Reynolds方程和边界条件,进行了静、动特性计算和稳定性分析。与同等工况下高速旋转机械中广泛使用的五瓦可倾瓦轴承进行比较,该联合浮环动静压轴承具有摩擦功耗低和较高的旋转稳定性等特点。计算结果表明,这种轴承摩擦功耗降低约20%,失稳转速为125685r/min,可以取代五瓦可倾瓦轴承。     

推力磁轴承的力学特性及其对径向磁轴承的影响

讨论了计入推力盘静态倾斜影响后的推力磁轴承的力学特性,导出了其静、动特性的系数公式,并结合某涡轮膨胀机的推力磁轴承进行了实例计算。结果表明,推力盘的静态倾斜对推力磁轴承的力学特性产生显著影响,并改变径向磁轴承的静负荷分配,使得推力磁轴承与径向磁轴承之间产生强烈的耦合作用。该结果可用于5自由度磁悬浮轴承－转子系统的机电耦合动力学研究。