几种常用轴承材料的热弹流润滑性能分析

基于角接触球轴承几何和数学模型,采用多重网格法、多重网格积分法及逐列扫描法给出4种常用轴承材料(GCr15,9Cr18,Si3N4,ZrO2)点接触热弹性流体动力润滑的完全数值解,对比分析了4种材料的膜厚、接触应力及温度分布。结果表明,Si3N4的二次接触应力峰值较小,整体膜厚值较大,润滑效果最好,但散热较差,相同工况下其产生的热量较多;载荷不大时GCr15具有比其他3种材料更好的润滑性能;当载荷和转速均较大时,Si3N4表现出稳定且良好的润滑性能。     

基于Ansys不同螺旋槽艉轴承的结构静力分析

海水润滑橡胶艉轴承沟槽结构有轴向水槽和周向水槽之分,周向水槽亦有许多形式的螺旋槽,而不同形式 的螺旋槽结构对艉轴承力学性能有着重要的影响。针对不同螺旋槽数目和不同螺旋槽半径大小的艉轴承模型,应用An-sys软件对其进行结构静力分析对比。结果表明,随着槽数的增加,艉轴承的最大位移量逐渐减小,其最大应力值却逐 渐增大;而螺旋槽半径和螺旋角若太小或太大,都会使得艉轴承的最大应变值增大,且更容易造成应变相对集中。     

考虑弹流润滑效应艉轴承有限元静力分析

在考虑艉轴承弹流润滑效应的情况下,先对海水润滑艉轴承进行弹流润滑数值计算,将得到的水膜压力计算结果结合有限元法,再对艉轴承进行有限元静力分析,使其更加贴近于实际,更具有实际意义。同时分析不同工作载荷、不同轴承半径间隙以及不同轴承内圈厚度对艉轴承力学性能的影响。结果表明:艉轴承各对应位置的节点等效应力应变化趋势近似,但其值却随着载荷和半径间隙的增大而增大,其中载荷越大,艉轴承节点等效应力应变变化幅值越大,变化曲线越陡;不同内圈厚度对内圈内侧的最大Y向节点应力影响较小,却对轴承最大节点等效应力影响较大,其幅值变化较明显。     

不同板层材料水润滑轴承力学性能有限元仿真

水润滑轴承材料对其润滑性能、工作可靠性和使用寿命有着重要影响。选取超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、赛龙、聚四氟乙烯(PTFE)3种轴承材料,探讨3种材料组成的板层次序、数量、厚度对水润滑轴承力学性能的影响。结果表明:3种板层材料组合后的力学性能要优于单一的材料;不同板层组合次序、不同板层数量、不同板层厚度均对水润滑轴承的力学性能有影响。     

基于Ansys的不同螺旋槽艉轴承的结构静力分析

海水润滑橡胶艉轴承沟槽结构有轴向水槽和周向水槽之分,周向水槽亦有许多形式的螺旋槽,而不同形式的螺旋槽结构对艉轴承力学性能有着重要的影响。针对不同螺旋槽数目和不同螺旋槽半径大小的艉轴承模型,应用Ansys软件对其进行结构静力分析对比。结果表明,随着槽数的增加,艉轴承的最大位移量逐渐减小,其最大应力值却逐渐增大;而螺旋槽半径和螺旋角若太小或太大,都会使得艉轴承的最大应变值增大,且更容易造成应变相对集中。     

基于Ansys的空心板条艉轴承力学性能分析

空心板条橡胶艉轴承是一种轴承端面具有圆形通孔的新型艉轴承,从结构上改变了橡胶轴承板条应力应变分布,具有良好的力学性能。采用有限元方法研究不同端面园形通孔数量、半径以及排列方式对空心板条艉轴承力学性能的影响。结果表明：空心板条轴承的最大应力应变值均随圆孔半径增大而增大,圆孔数量以4、5为宜,排列分布采用上排少孔和小孔直径,下排多孔和大孔直径方式,空心板条轴承的应力应变分布更为合理。     

不同板条形状对艉轴承的力学性能影响研究及其结构优化

 为了提高板条式艉轴承的润滑性能，应用有限元法研究不同板条形状对艉轴承力学性能的影响及其结构优化．具体探讨不同曲率半径凹弧型和凸弧型板条以及不同楔形空间承载面积板条的力学特性，将结构优化前后力学性能进行对比．结果表明：就3种不同形状板条而言，平板型板条的力学性能相对较好；不同曲率半径的凹弧型、凸弧型板条对艉轴承力学性能的影响规律有着较大差异；在不同楔形空间与单个板条承载面积之间存在应力最大、应变最小，力学性能相对最优的临界点；对平板型板条进行优化后，其力学特性有了明显的改善．     

考虑动态特性的角接触球轴承微观热弹流分析

建立角接触球轴承的几何和数学模型,综合考虑几种不同轴承材料的弹流润滑性能,求得套圈采用Si3N4、滚球体采用GCr15的角接触球轴承的热弹流润滑完全数值解。在此基础上,进一步考虑角接触球轴承的几项重要基本参数(密合度、钢球数目等)及接触角随轴向载荷的变化对弹流润滑性能的影响。对轴承在承受纯轴向载荷作用下的热弹流润滑完全数值解进行分析,求得在不同轴向载荷下的压力、膜厚及温度分布图。结果表明:套圈、滚球体材料均选用Si3N4和分别选用Si3N4、GCr15两种情况下,最小油膜厚度更大,同样工况下,后者滚球体表面温度更低;密合度的增大有利于润滑油膜的形成;滚球体数量越多,油膜整体压力越小,油膜厚度越大,滚球体、套圈及油膜温度越低;轴向载荷越大,轴承的实际工作接触角越大;接触角的变化对弹流润滑具有很大影响,在考虑了接触角随轴向载荷的变化后得知,接触角增大,油膜的最小膜厚增大,最大压力减小。     

渐开线斜齿圆柱齿轮的微观热弹流润滑分析

假设两相互啮合渐开线斜齿轮表面具有连续余弦波状粗糙度,建立斜齿轮微观稳态热弹流模型,利用多重网格法求解压力分布和多重网格积分法求解弹性变形,讨论粗糙度幅值和波长对油膜压力、膜厚及油膜中层温度的影响。结果表明:粗糙表面不利于润滑膜的形成,考虑粗糙度的表面使膜厚、压力及温度分布均出现层状鼓层现象;随着波长的增大,油膜厚度、压力及温度波动幅度有所减小,而随着波幅的增大,膜厚、压力及温度曲线均明显波动。因此,在工程实际中,要尽量增大粗糙度波长,减小粗糙度波幅以实现平稳的机械传动。     

微观表面形貌对角接触球轴承热弹流润滑的影响

建立角接触球轴承的热弹流润滑数学模型,通过求解考虑热效应的Reynolds方程,对润滑条件下的角接触球轴承在考虑表面粗糙度时的弹流润滑问题进行数值模拟。在缺乏实测数据的情况下,采用了涉及轴承滚道和滚球体面上的余弦粗糙波数学模型,分析考虑热效应的角接触球轴承的表面粗糙度对压力和膜厚的影响。结果表明:考虑x和y方向的粗糙度函数可以更好地模拟轴承滚道及滚球体表面的形貌特征,由此计算出的压力和油膜分布更贴近工程实际;考虑两方向的粗糙度后,压力和油膜分布与单方向粗糙度有所不同,增大粗糙度波长和减少波幅有利于减小压力,增大膜厚,改善润滑。