液体动力润滑径向滑动轴承可靠性设计

本文在现行液体动力润滑径向滑动轴承设计方法的基础上,将承载量系数及影响该系数的轴承数当随机变量处理。提出了在给定承载量系数允许值的条件下,液体动力润滑径向滑动轴承的可靠性设计方法;推导出了轴承间隙的计算公式。进行了实例计算。     

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。     

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”。     

内燃机径向滑动轴承润滑特性及影响因素研究

本文通过对内燃机径向滑动轴承润滑特性及影响因素研究现状进行分析,并在流体动力学相关理论基础上,运用雷诺方程、雷诺边界条件等构建内燃机径向滑动轴承润滑计算模型,并通过仿真实验进行内燃机径向滑动轴承润滑特性及影响因素分析,为未来内燃机径向滑动轴承设计及工作提供了参考。     

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。     

滑动轴承最小油膜厚度的模糊优化设计

本文利用模糊数学优化的基本思想和方法,提出了滑动轴承润滑的模糊优化设计方法,给出了滑动轴承最小油膜厚度的求解方法,并给出了实例。     

齿轮箱流体动压滑动轴承的多目标优化

建立了流体动压径向滑动轴承优化设计的数学模型,借助Matlab优化工具箱,对齿轮箱径向滑动轴承进行了优化设计,结果表明该方法能够获得比常规设计更佳的设计参数。     

多项式结构选择技术构建风电滑动轴承润滑特性代理模型

在模拟滑动轴承润滑特性时，现有的CFD仿真方法计算成本高、耗时长，且不适宜于油膜优化设计中的多次迭代调用。提出采用多项式结构选择技术构建风电滑动轴承润滑特性代理模型，该方法通过遗传智能布点技术遗传样本，减少CFD仿真次数；基于误差减小比率筛选对润滑特性影响大的有效项，剔除影响小的无效项，减少多项式项数来提高风电滑动轴承润滑特性多项式代理模型的效率和精度。该模型实现少而精的多项式拟合润滑参数与润滑特性的强非线性映射关系，所需采集的样本数量少于传统的径向基函数代理模型构建方法，且计算误差小于径向基函数代理模型，为复杂非线性建模提供一条新的研究思路和技术途径。     

一种基于概率-证据理论的滑动轴承可靠性优化设计*

针对传统的滑动轴承优化设计中,忽略了不确定因素对滑动轴承的影响,提出一种新的滑动轴承可靠性优化设计方法。在该优化中,由于部分参数存在认知不确定性,利用概率论和证据理论表示不确定参数的分布。将概率论、证据理论和一次二阶矩法相结合,构建基于概率-证据理论的滑动轴承可靠性优化设计模型,并采用遗传算法对滑动轴承进行优化设计。算例结果表明,采用新方法优化后滑动轴承的承载能力明显提高了60%,摩擦因数减小10%,发热量降低6.9%。虽然可靠性优化设计方法相对于确定性优化设计方法降低了轴承的部分最优设计参数,但是滑动轴承的润滑可靠性显著提高,能够降低润滑失效带来的轴承故障,具有较高的工程实用性。     

EMP径向滑动轴承弹性变形的有限元求解

轴瓦材料的特殊性使弹性金属塑料瓦（ＥＭＰ）径向滑动轴承的热弹变形远大于普通金属瓦轴承,本文着重分析其弹性为形对轴承润滑特性的影响。并对采用三维有限元法和Ｗｉｎｋｅｒ假设方法计算得出的轴瓦弹性变形进行了比较。给出了ＥＭＰ径向滑动轴承弹性变形分析研究的一个实例,对其润滑特性进行了初步分析。     

悬链线型线轴瓦对连杆大头轴承润滑特性的影响

针对柴油机连杆大头轴承润滑不良和摩擦磨损的问题,结合轴承型线的设计理论,建立了悬链型线的数学表达式。运用AVL POWER UNIT搭建连杆柔性多体动力学模型,研究了连杆大头轴承的悬链线型线对其润滑特性的影响。结果表明:当连杆大头轴承采用悬链线型线轴瓦时,随着型线径向变化量的逐步增加,峰值油膜压力先减小后增大,最小油膜厚度先增大后减小,总摩擦功耗先减小后增大。当采用径向变化量为方案4(变化量6 μm)的悬链线型线轴瓦时,最小油膜厚度增加了0.22 μm,峰值油膜压力减少了10.92 MPa,总摩擦功耗减少了0.28 kW,有利于减小轴承的摩擦磨损功耗和改善连杆大头轴承的总体润滑性能。通过曲线拟合分析得到了最小油膜厚度、峰值油膜压力和总摩擦功耗这3个评价参数的函数关系,为连杆大头轴承润滑特性的优化设计提供参考依据。     

基于多体动力学的发动机主轴承润滑特性Kriging建模

基于多体动力学(MBD)和弹性流体动力学(EHD)对某汽油发动机主轴承的润滑特性进行研究,利用实验设计(DOE)方法分析了半径间隙、轴承宽度、机油粘度和供油压力等设计变量对主轴承润滑性能,如最小油膜厚度(MOFT)、峰值油膜压力(POFP)、液动摩擦损失(FRIC)和机油端泄流量(Flow)等的影响,并利用Kriging方法建立准确表征主轴承润滑特性的简化模型。结果表明,Kriging可以在较少采样点的情况下建立较准确的主轴承模型。Kriging方法建立的简化模型计算和原始轴承仿真模型相比计算时间大大减少,可用于对轴承的设计优化。     

舰船推进轴系径向滑动轴承的变温润滑计算

基于流体润滑理论,对某舰船推进装置轴系中非压力供油径向滑动轴承进行了变温度场润滑数值计算,对摩擦力矩、功率损失进行了分析。计算结果表明,舰船推进装置轴系中的轴承摩擦损失功率影响因素的强弱排序为:温度,转速,油品,载荷;在正常情况下轴承摩擦损失功率数量级一般不大,方案设计时取设计工况传递功率的1%仍有一定的裕度。     

气液两相流对发动机主轴承润滑性能影响的分析

润滑油中出现的气液两相流现象是发动机主轴承工作中较常出现的现象,对发动机工作性能有较大影响。本文基于主轴承中润滑油气液两相均匀流动模型,利用湍流理论和有限差分技术,通过求解Navier-Stokes方程,获得了润滑油含气率、转子转速以及润滑油入口速度和轴承腔润滑油出口压力和速度的关系。本文的工作对于发动机主轴承润滑设计具有一定的参考价值。     

Refined simulation of friction power loss in crank shaft slider bearings considering wear in the mixed lubrication regime

Friction reduction is a fundamental factor in decreasing fuel consumption of internal combustion engines. During the design stage of the engine the simulation of friction in the crank mechanism plays a vital role to develop optimum solutions. Due to the interaction of oil and elastic structures with rough surfaces in slider bearings, complex simulation models have to be used for representing the relevant physical behavior. The following article is focused on crank shaft slider bearings of large engines.The article describes a procedure evaluated by measurements showing how to model wear profiles of slider bearings to reach a high quality friction forecast. A fundamental influencing factor of bearing friction is given by the mixed lubrication regime and it is considered in the simulation model as part of asperity contact friction and hydrodynamic friction. Further effects result from the compliance in radial and width directions of the bearing structure and the wear of the bearing surface. Furthermore, the specific operating conditions of the slider bearing such as load, temperature, shaft speed and oil characteristics are essential and have to be taken into account.The objective of this investigation is to propose the wear profile of the bearing surface for the simulation model to be treated iteratively, where simulation results for the amount of mixed lubrication are successively assessed. For this purpose an iterative procedure is introduced and validated by measurements on a slider bearing test rig.The applied simulation method is based on elastic multi-body systems; the lubrication film contact is calculated based on Reynolds differential equation via the pressure balance calculated iteratively in the time domain. The model accounting for the mixed lubrication regime is based on the theory of Greenwood and Tripp.     

Design of Spherical Spiral Groove Bearings for a High-Speed Air-Lubricated Gyroscope

A spherical spiral groove gas bearing has the ability to not only support radial and axial loads simultaneously but also tolerate extensive misalignment. Thus, this bearing type is considered suitable as a supporting and lubrication component of inertial components such as gyroscopes in the fields of aerospace and navigation. In this study, we propose a numerical method for predicting static and dynamic characteristics and conduct a parametric analysis of an aerodynamic spherical bearing with rotating spiral grooves. The finite difference method and the perturbation method are used to calculate the Reynolds equation to obtain the force coefficients. Given the complicated groove distribution, as well as film discontinuity and compressibility, solving the equations numerically in the spherical coordinates system is difficult. Parameter transformation and oblique coordinate transformation are thus applied in this study to modify the Reynolds equation into the planar oblique coordinate system. An eight-point method is also utilized to deal with film thickness discontinuity. The predictions of this proposed method show good agreement with the available experimental data. Parametric studies on nominal clearance, eccentricity ratio, rotating speed, groove depth, groove angle, and perturbation frequency are then conducted to determine optimum design parameters. The results show that these factors significantly affect bearing characteristics in both the radial and axial directions.     

钻井液卧螺离心机轴承选择与计算

分析新型LW 600X1500卧螺离心机过程中出现的支撑转鼓轴承损坏的问题,针对该问题,提出改进卧螺离心机支撑转鼓轴承设计的具体方法,对选择轴承类型、计算轴承受到的径向力和轴向力、计算轴承最佳径向间隙、设计轴承的润滑结构及选择润滑脂等给出理论依据和详细的设计方法。此方法也可作为其它类型卧螺离心机轴承设计的参考。     

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。