液体动力润滑径向滑动轴承优化设计

本文通过满足液体动力润滑径向滑动轴承给定的承载量系数值 ,来达到滑动轴承承载能力的要求。并以此为目标提出了液体动力润滑径向滑动轴承优化设计的数学模型。给出了具体的优化设计方法。实例计算的结果表明 ,本文所述方法适用、合理。     

基于进化算法的液体动力润滑轴承优化设计

采用Matlab语言,分别运用改进型粒子群算法和基本粒子群算法,在最大限度满足液体动力润滑径向滑动轴承的承载量系数值,以达到滑动轴承承载能力的条件下,对内燃机径向滑动轴承进行了优化设计,计算机仿真结果表明:采用改进型粒子群算法优化的轴承孔直径、轴径直径、轴承宽度、承载量系数等优化参数效果最好,符合实际工艺要求,且滑动轴承承载能力最强。改进型粒子群算法优化结果明显优于基本粒子群算法的优化结果,从而表明了改进型粒子群算法应用于内燃机问题的优化求解切实可行。     

困油压力对滑动轴承润滑状态的影响

为研究困油压力对轴承润滑状态的影响,在一个困油周期内,基于纯流体润滑状态设计要求,提出轴承-轴颈间所必需的承载量系数计算公式;依据泵样机参数,提出轴承-轴颈间所能提供的承载量系数的多项式拟合式;由所必需的承载量系数公式等于所能提供的承载量系数的定值优化方法,建立出困油压力与最小油膜厚度间的对应关系。通过一案例,对是否考虑困油压力的润滑状态计算结果进行比较和分析。案例分析结果表明:困油压力导致径向力增加45%～59%;导致最小油膜厚度降低19.6%～24.3%;困油压力造成轴承-轴颈间处于混合润滑状态,达不到原始的纯流体润滑状态设计要求。因此,困油压力对润滑状态影响较大,在泵轴设计中应充分考虑困油压力的影响,从而在结构上尽量缓解困油压力。     

小孔节流液体动静压混合轴承的设计计算与制造

既能在液体静力润滑状态下,又能在液体动力润滑状态下工作的滑动轴承,或同时在液体静力润滑和液体动力润滑状态下工作的滑动轴承,统称为液体动静压混合轴承。在结构上具有多个动压楔和静压腔并同时起作用,是一种考虑动压效应的腔式静压轴承,其特点是：“静压升举,动压运转”。     

齿轮泵轴承-轴颈全流体润滑的逆向设计

为实现泵用轴承-轴颈滑动副的全流体润滑状态,采用传统径向滑动轴承设计的逆过程,由先期创建的承载量系数的拟合式,构建以直径间隙、轴径、宽径比为设计变量,轴颈挠度与最小油膜厚度的比值为目标函数的优化模型。实例结果表明：轴颈直径总能取得由加工工艺和泄漏控制所决定的上限值;轴颈挠度比直径间隙差2个数量级,轴颈倾斜变形对承载量系数的影响可以忽略不计等。得出通过直径间隙、轴径、宽径比的优化取值,泵用轴颈能实现全流体润滑的重要结论。     

油水混合对径向滑动轴承润滑性能的影响

基于流体动压润滑基础理论,利用数值计算方法,在MATLAB软件中建立径向滑动轴承油水混合动压润滑的数学模型,对比分析润滑油中不同含水量对径向滑动轴承润滑性能的影响。结果表明:润滑油中混入少量的水对滑动轴承液膜的厚度和压力产生了一定的影响,最小液膜厚度随含水量的增加而减小,最大液膜压力随含水量的增加而增加;润滑油中混入少量水使得液膜合力和摩擦力变大,将不利于轴承的动压润滑,从而导致轴承润滑性能变差,并且加大轴承的摩擦磨损,降低径向滑动轴承的使用寿命。     

基于Reynolds边界有限宽径向轴承实用计算方法

提出了一种基于Reynolds边界有限宽径向轴承的实用计算方法。该方法是将Fuller用电模拟方法得到的离散性端泄系数首次用函数表示,并采用无限宽径向轴承按Reynolds边界条件得到的解析解答。在此基础上建立了有限宽轴承承载量系数公式,它避开了文献中轴承承载量系数的数值计困难。结果表明:利用本文中已建立了轴承承载量系数公式及文献中摩擦因数的公式,能更方便得到有限宽轴承摩擦因数的变化规律性;本文的求解方法、求解过程简单、方便并且具有实用精度;计算得到的端泄系数、承载量系数及摩擦因数与相应文献报道的结果十分逼近。     

考虑不同加速工况的滑动轴承的启停性能分析*

滑动轴承的摩擦磨损主要发生在启停阶段。为了研究启停工况下的滑动轴承的摩擦学性能,建立一种面向径向滑动轴承的混合润滑数值分析模型。采用质量守恒边界条件的雷诺方程求解流体压力,采用Greenwood和Tripp接触模型预测固体表面接触,而通过Johnson载荷分配概念将润滑模型和接触模型联系起来,从而实现对滑动轴承在启停工况下从混合润滑过渡到动压润滑的摩擦学行为分析。利用该模型,研究轴承系统在启停阶段从边界润滑、混合润滑到动压润滑演化过程中的摩擦学性能;以径向滑动轴承系统为例,结合不同的轴承转速变化函数,分析轴承加速对轴承启停性能的影响;同时研究工作工况、润滑油温度、轴承的结构参数对轴承启停性能的影响。结果表明：轴承启动加速度在合理范围内越大越好,能使轴承更快进入动压润滑;较高的转速、较低的润滑油温度和较大的径向轴承间隙能使轴承拥有更好的启停性能。     

流体动压润滑(三)——流体动压径向滑动轴承设计

滑动轴承是机器中的重要部件,用于支承轴、轮等零件作旋转运动。按承受载荷方向不同分为:①径向滑动轴承——承受径向载荷;②推力滑动轴承——承受轴向载荷;③径向推力轴承——同时承受径向载荷和轴向载荷。按液体润滑状态不同则分为:①流体润滑轴承     

多瓦可倾瓦径向滑动轴承热弹流润滑分析

考虑轴瓦弹性变形,建立多瓦可倾瓦径向滑动轴承热弹流润滑(TEHD)分析的数学模型,对比分析多瓦可倾瓦径向滑动轴承热流体动力润滑(THD)与TEHD模型的润滑性能差异,分析轴瓦弹性变形对轴承润滑性能的影响.结果表明,轴瓦弹性变形导致最小油膜厚度减小、流体动压力的梯度下降,但对瓦面温度的影响较小;THD模型高估了轴承的承载能力,在高速重载的场合,这种误差可能导致轴承润滑失效.因此,在滑动轴承设计中有必要考虑轴瓦弹性变形对轴承润滑性能的影响.     

提高脂润滑滑动轴承可靠性的关键

在设计脂润滑滑动轴承的径向间隙、油槽、润滑方式时必须考虑其特殊性,建立轴承间隙的数学模型,算出各种尺寸,不同配合的Smin,Smax与ψ以辅助轴承的设计工作。设计与制造滑动轴承,应使其具有较高精度才能保证其良好的摩擦学特性,提高其可靠性。     

镶嵌式复合径向滑动轴承的实验研究

对镶嵌式径向滑动轴承进行了实验研究,通过摩擦磨损实验进行了选材,提出了加工该型轴承的制造工艺,并采用台架试验测试了制得的几种镶嵌式径向滑动轴承的承载能力。结果表明：镶嵌式径向滑动轴承的承载能力比普通径向滑动轴承有较大的提高,其中镶嵌PTFE高分子材料的轴承,因PTFE材料能在其对偶件表面形成较为完全的转移膜,改善了轴承润滑性能,使轴承具有较高的承载能力。     

计及轴颈倾斜的径向滑动轴承流体动力润滑分析

分析了稳定状态下轴受载变形导致轴颈倾斜时，径向滑动轴承流体动力润滑特性；推导了轴受载变形导致轴颈倾斜时的轴承油膜厚度达式；计算了不同轴颈倾斜角、轴颈倾斜方位和轴承偏心率等情况下的轴油膜压力、油膜反力(承载量)、端泄流量、轴颈摩擦系数和保持轴承稳定作的力矩。结果表明，轴受载变形导致轴颈倾斜时，无论是轴承油膜压力布和最大油膜压力、油膜厚度分布和最小油膜厚度，还是轴承承载量、端流量和保持轴承稳定工作的力矩等摩擦学性能，都有明显的变化。     

在短径向轴承中考虑压粘效应的润滑计算

在本文中应用线性化的压粘方程对短径向轴承的润滑进行了计算,得到了油膜中压强的解析解,并以此解析解为基础,推导了承载量系数,摩擦力,功耗等公式。计算结果与一些文献中关于润滑现象的家性叙述是一致的,在本文中考虑压粘效应的公式化描述可为设计计算提供依据。     

倾斜轴颈轴向运动对粗糙表面径向滑动轴承润滑性能的影响研究

通常对轴-径向滑动轴承进行润滑分析时,均忽略多种因素综合作用下轴颈沿轴承轴线方向的运动状况,与轴-轴承系统中轴承的实际工作状况存在较大差异。以轴-轴承系统为研究对象,综合考虑轴颈轴向运动、表面形貌和轴颈倾斜,基于平均Reynolds方程,建立了耦合轴颈轴向运动的粗糙表面径向滑动轴承润滑模型,主要探讨分析轴颈轴向运动对粗糙表面倾斜轴颈轴承润滑特性的影响。结果表明：倾斜轴颈轴向运动对粗糙表面径向滑动轴承润滑特性影响显著;与不考虑滑动表面粗糙度相比,考虑滑动表面粗糙度时轴颈轴向运动对轴承润滑特性的影响程度有所降低;轴颈轴向速度越小,滑动表面粗糙度对轴承最大油膜压力、承载力和稳定工作力矩影响越大;轴颈轴向速度越小,粗糙度模式对轴承润滑特性影响越显著。因此,对粗糙表面倾斜轴颈径向滑动轴承进行润滑分析考虑轴颈轴向运动的影响是非常必要的。     

粗糙表面湍流润滑的随机模型

目前粗糙表面的湍流润滑分析一般都采用各向同性粗糙表面的湍流润滑模型,但是该模型的适用范围过于狭窄,不适合用于处理具有方向性特征的粗糙表面湍流润滑问题。基于Christensen的随机层流润滑理论和零方程形式的滑动轴承湍流润滑理论,推导提出了适用于粗糙表面径向滑动轴承湍流润滑分析的随机湍流润滑理论模型。该理论模型包含三部分:一维纵向粗糙表面径向滑动轴承的随机湍流润滑理论模型、一维横向粗糙表面径向滑动轴承的随机湍流润滑理论模型和各向同性粗糙表面径向滑动轴承的随机湍流润滑理论模型。应用提出的随机湍流润滑模型对均匀各向同性粗糙表面径向滑动轴承湍流润滑进行了分析,结果与相应的试验数据一致性良好。提出的随机湍流润滑理论模型可以方便地用于具有方向性特征的粗糙表面湍流润滑分析。此外,提出的随机湍流润滑理论模型不仅适用于径向滑动轴承,而且也适用于滑块和推力轴承等摩擦副机械零件的湍流润滑研究。     

卧式水电机组局部多油楔径向滑动轴承研究

针对卧式水电机组用径向滑动轴承载荷日益提高的现状,设计一种局部多油楔瓦面结构的径向滑动轴承。通过联立求解膜厚方程、雷诺方程、密度方程、黏度方程、能量方程和固体热传导方程等,获得轴承的热流润滑特性,并与椭圆径向滑动轴承的热流特性进行对比。结果表明,局部多油楔径向滑动轴承具有较大的动压承载区域和较小的油膜压力梯度以及较低的油膜温升,可以大幅度提高轴承的承载能力。     

凹槽型织构化径向轴承的润滑性能研究

在径向滑动轴承表面设计轴对称分布的矩形凹槽织构,基于雷诺方程建立其有限长径向滑动轴承动压润滑模型,研究织构参数对滑动轴承承载能力和摩擦阻力系数的影响。结果表明：带矩形凹槽的全织构轴承相对光滑轴承具有更好的承载性能,但织构对摩擦阻力系数的降低影响微弱;随织构宽度的增大,承载力增加,但相应的摩擦阻力也会随之增大,存在最优织构宽度使轴承在较小的摩擦力下,获得更大的承载力。矩形凹槽的参数对轴承润滑性能具有重要的影响,合理选用参数可以明显改善轴承润滑性能。     

耐磨损径向滑动轴承结构设计及数值模拟研究

在磁力泵滑动轴承的实际设计过程中,应该综合考虑润滑、冷却、防止颗粒划伤等因素,同时兼顾泵的效率要求。基于轴瓦内侧开设导流槽、轴瓦分布圆孔的设计思路,设计了11种不同结构的磁力泵径向滑动轴承,并对其进行有限元计算,分析了不同结构径向滑动轴承的力学性能,初步总结了导流槽及轴瓦圆孔在自润滑轴承设计中的应用规律。     

凹槽型织构化径向轴承的润滑性能

在径向滑动轴承表面设计轴对称分布的矩形凹槽织构,基于雷诺方程建立其有限长径向滑动轴承动压润滑模型,研究织构参数对滑动轴承承载能力和摩擦阻力系数的影响。结果表明:带矩形凹槽的全织构轴承相对光滑轴承具有更好的承载性能,但织构对摩擦阻力系数的降低影响微弱;随织构宽度的增大,承载力增加,但相应的摩擦阻力也会随之增大,存在最优织构宽度使轴承在较小的摩擦力下,获得更大的承载力。矩形凹槽的参数对轴承润滑性能具有重要的影响,合理选用参数可以明显改善轴承润滑性能。