微涡轮气体轴承测试技术研究进展

微涡轮发动机具有重量轻、尺度小、功率密度高、无需充电等优点,是微型机械设备动力源的最佳选择,具有良好的应用前景。微涡轮发动机的转子直径在十几毫米至几十毫米,设计转速一般在每分钟几十万转至一百万转以上,功率目标在100 W以内。超高速微轴承-转子系统的摩擦与润滑问题是微涡轮发动机面临的瓶颈,目前微涡轮发动机大都采用气体润滑轴承。本文对微涡轮发动机的研究现状进行了分类总结,并重点回顾了气体轴承测试系统的研究成果,对测试技术的发展趋势进行了展望。     

气体轴承在某型制氧机中的应用

通过对主要润滑方式的介绍，对PLN一8．75／3．5-0．3型透平膨胀机组气体轴承的技术性能进行了分析，得出气体轴承使用的合理性和必要性。     

水润滑橡胶轴承摩擦特性和水膜刚度试验研究

针对水润滑橡胶轴承摩擦特性与轴承尺寸之间的关系开展试验研究,采用轴承试验台分别测试两种规格尺寸的水润滑橡胶轴承摩擦特性,对摩擦特性进行数学建模并进行比较。同时测试水润滑橡胶轴承水膜刚度,探讨转速对水膜刚度的影响。试验结果表明,基于缩比轴承的试验数据可以推广到原始尺寸轴承,摩擦系数随轴承尺寸的增大而增大;转速对水膜刚度几乎没有影响,动压润滑状态下的水膜刚度远高于主轴和橡胶轴承的串联刚度。     

微机电系统径向气体轴承特性研究

充分考虑气体滑流边界条件的影响,结合硬球分子模型,提出一种可变温度二阶滑流修正Reynolds方程,并运用Newton-Kantorovich法(NKM)分析微机电系统(MEMS)径向气体轴承的特性,结果表明,微气体轴承与传统气体轴承相比,其承载能力有所降低;在大偏心率条件下,随着温度的升高,工作气体粘度及其分子平均自由程增大,使微气体轴承的承载能力进一步降低;针对微旋转机械转速高、长径比小等特点,讨论了转子转速、长径比及温度对径向微气体轴承特性的影响。     

随机表面粗糙度对MEMS径向气体轴承性能的影响

基于分形几何理论表征了MEMS径向气体轴承的随机粗糙表面,修正了气体的雷诺方程,研究了径向轴承中气体薄膜在滑移效应和粗糙度耦合作用下的压强分布、承载能力等轴承特性。结果表明:由于表面粗糙度的影响,气体轴承压力分布、承载能力具有非线性特性,波动较明显。     

舰用新型低噪声水润滑轴承材料硬度与摩擦性能

主要研究新研制的舰用低噪声水润滑轴承材料硬度和摩擦性能。针对舰用水润滑轴承低噪声设计要求,采用纳米粒子改性丁腈基橡塑复合材料制备新型水润滑轴承材料,并测试其在干态和水润滑状态下的摩擦性能。结果表明,新研制的85 A硬度的低噪声水润滑轴承材料的摩擦系数小于76 A硬度的低噪声水润滑轴承材料的摩擦系数,它既具有较高的硬度,也具有优良的摩擦性能,能够满足舰用水润滑轴承低噪声设计要求。     

氮化硅陶瓷轴承润滑技术的研究现状与发展趋势

针对氮化硅陶瓷轴承润滑的研究现状,通过对氮化硅陶瓷轴承摩擦及磨损机理的分析,系统阐述了氮化硅陶瓷轴承现有的润滑技术,包括水(基)润滑、油(基)润滑、气体润滑、自润滑及其他润滑;介绍了有关氮化硅陶瓷轴承润滑技术的发展趋势,分析讨论了现有氮化硅陶瓷轴承润滑存在的问题,并对今后氮化硅陶瓷轴承的润滑技术进行了展望。     

弹性金属塑料轴承材料的摩擦磨损特性

用MM－200摩擦磨损试验机，对含有填充料的PTFE为瓦面、青铜丝为弹性层的弹性金属塑料（EMP）轴承材料在30号透平油润滑时的摩擦磨损特性进行了研究，通过称重法、表面原始粗糙度、磨损微粒分析技术及扫描电镜对其摩擦学性能进行了初步探讨。结果表明，油润滑时，含填充料弹性金属型料轴承材料的磨损量随负荷、对偶面表面原始粗糙度值增大而增加，但比纯PTFE材料的磨损量低。     

低速重载条件下水润滑橡胶合金轴承摩擦噪声研究

建立了低速重载条件下水润滑橡胶合金轴承动力学模型,应用有限元软件进行了水润滑橡胶合金轴承在不同摩擦系数、载荷和速度条件下的复模态分析,结果表明水润滑橡胶合金轴承产生摩擦噪声时相邻模态重合;摩擦系数越大,模态耦合程度越高,系统越不稳定,发生噪声的可能性越大;载荷和速度对水润滑橡胶合金轴承产生摩擦噪声的影响较小。最后进行实验验证,结果表明该有限元模型对揭示低速重载条件下水润滑橡胶合金轴承摩擦噪声机理具有合理性,为进一步减小水润滑橡胶合金轴承振动、降低其噪声提供参考。     

辅机轴瓦烧熔故障分析

造成辅机轴瓦烧熔故障的根本原因是轴颈与轴瓦之间的润滑状态恶化,轴与瓦之间的油膜被破坏或根本没有建立起油膜。文章认为避免轴承干摩擦,建立起良好的润滑油膜是解决烧瓦问题的关键。