水润滑橡胶艉轴承参数对其抗冲击响应性能的影响

采用有限元计算软件ANSYS,对冲击载荷下水润滑橡胶艉轴承的谐响应特性进行分析,研究轴承结构、材料属性如橡胶硬度、板条数目、内衬厚度及衬套材料等对水润滑橡胶艉轴承动态特性的影响规律及影响程度。结果表明:橡胶硬度和内衬厚度的增加可使内衬的应变和应力大幅度减小,橡胶板条数目的增加也可使内衬的应变和应力相应地减小,而衬套材料的改变对内衬的应变几乎没有影响,但应力会有所降低。因此,通过增加橡胶的硬度、板条的数目、内衬的厚度可提高水润滑橡胶艉轴承抗冲击的效果。     

水润滑橡胶尾轴承摩擦、磨损试验研究

与传统的金属轴承不同,水润滑轴承一般由非金属材料制成,材料的性能是决定轴承工作性能和使用寿命的一个主要因素,而橡胶材料是水润滑轴承的最佳选择。通过在船舶尾轴承试验机上进行水润滑橡胶尾轴承摩擦、磨损模拟试验,研究了橡胶尾轴承的摩擦原因及摩擦因数的影响因素和橡胶尾轴承的磨损原因及其影响因素。     

船舶水润滑尾轴承结构设计研究进展

水润滑轴承的结构优化可以有效提高轴承的承载能力、冷却散热、减振降噪和摩擦学性能。在概述船舶水润滑尾轴承的优势和存在问题的基础上,分析归纳水润滑尾轴承内衬结构、内衬的厚度和硬度、轴承间隙、长径比、内衬表面粗糙度等结构设计参数的研究进展;以轴位水润滑尾轴承、内衬多层复合水润滑尾轴承和闭式水润滑尾轴承为例,介绍近年来几种新型水润滑尾轴承的结构设计,指出闭式水润滑尾轴承在内河及沿海船舶上具有广阔的应用前景,是未来的研究重点和发展趋势;建议水润滑尾轴承的研究应从以下方面着手,一是从微纳米尺度研究轴承微观界面润滑机制,二是在考虑轴承参数间耦合作用的基础上对轴承进行多目标优化,三是进一步研究闭式水润滑尾轴承及密封装置材料、结构和辅助装置以及水润滑添加剂,四是研究船舶水润滑尾轴承的设计规范,建立一定范围内精度满足工程需要的轴承设计计算经验公式,以简化轴承设计程序。     

基于谐响应分析的艉轴承动态特性研究及灵敏度分析

为了解决水润滑橡胶艉轴承运转过程中共振、鸣音的问题,基于ANSYS有限元分析平台,对艉轴承进行动态响应分析。首先,运用模态分析得到艉轴承的低阶固有频率及振型;其次,运用谐响应分析得到艉轴承随频率变化的响应规律,从而确定对艉轴承动态特性影响最大的固有频率;最后,对其结构参数进行灵敏度分析,得到振动特性的影响因子排序,为降低实验成本以及艉轴承的动态设计提供了依据。     

考虑粗糙度的船舶水润滑高分子轴承弹流润滑性能研究

为了揭示表面粗糙度对船舶水润滑高分子材料轴承润滑性能的影响规律,开展水润滑轴承弹流混合润滑理论研究;建立考虑内衬材料粗糙度和弹性变形的水润滑轴承混合润滑模型,并对模型进行仿真验证;分析内衬粗糙峰对水膜厚度、水膜压力分布和承载能力的影响规律。研究结果表明：在转速增大的过程中,内衬粗糙度的增大会减缓水膜厚度的增幅比,使轴承需要更高的转速来进入流体动压润滑状态;减小轴承内衬粗糙度能有效降低轴承起飞转速,加快轴承由混合润滑转变为流体动压润滑的过程,减小轴承与轴颈的局部接触,降低轴承异常振动噪声发生的可能性。研究结果揭示了内衬粗糙度变化对轴承润滑特性的影响机制,为水润滑轴承的优化设计提供理论参考。     

神经网络在水润滑橡胶合金轴承内衬材料配方设计中的应用

采用BP算法建立了水润滑橡胶合金轴承内衬材料配合剂和材料物化性能之间的神经网络预测模型,利用均匀设计、试验设计训练样本,并用Matlab对其进行了仿真。通过测试在不同配合剂含量下水润滑橡胶合金轴承内衬材料的物化性能,发现该模型能有效地反映配合剂含量对材料的物化性能的影响。     

船用艉轴承支承承载特性研究

船用水润滑艉轴承衬层的选材十分苛刻，它对轴承实现增载减阻，低噪耐磨的优秀特征起着决定性作用。艉轴承支承承载特性的机制研究异常关键。针对这一方向，开展关于轴承结构对承载力影响的理论分析研究；构建实船用艉轴承动力学模型，分析衬套、下轴瓦和橡胶的结构参数变化规律；讨论橡胶层预留间隙大小对载荷-变形关系的影响，探明接触方式对衬套、下轴瓦和橡胶结构参数的影响作用。研究结果表明：随着橡胶厚度的增加，衬层变形逐渐降低；厚度对变形的影响最大，与顶部挡边距离次之，侧边距离影响最小。研究为水润滑艉轴承的使用和设计提供了工程指导价值。     

凹槽结构对水润滑微凹槽尾轴承润滑性能的影响

为研究仿生表面织构占比和宽度对尾轴承润滑特性的影响,基于柔度矩阵法和润滑理论,计入内衬弹性变形,建立表面微凹槽织构水润滑尾轴承的流固耦合模型,通过试验验证模型的正确性和合理性。设计矩形、圆形、等腰三角形3种不同截面形状的微凹槽表面织构水润滑尾轴承,对比分析凹槽占比和宽度对尾轴承承载力和摩擦性能的影响。结果表明：在同等条件下,局部凹槽尾轴承承载力和摩擦性能显著优于全局凹槽尾轴承;凹槽占比约为0.31时,矩形微凹槽尾轴承承载力达到最大值,摩擦因数达到最小值,因此在设计、使用水润滑尾轴承,尤其是赛龙内衬水润滑尾轴承时,建议凹槽占比取值为0.30~0.32,此时可获得最佳润滑性能;随凹槽宽度的增大,局部矩形凹槽尾轴承润滑效果显著优于等腰三角形和圆形凹槽尾轴承。     

水润滑轴承的动态特性研究

利用有限元软件研究了水润滑轴承的三维模态及其应力分布和谐响应规律.通过施加简单位移边界条件分析了模态响应,进而以时间历程载荷分析了水润滑轴承整体结构的谐响应特性,并讨论了影响特征频率的几个重要参数.模拟结果表明:对运用于高速或超高速运行工况下的水润滑轴承,其自由模态的频率较低,并处于结构发生共振的范围内;而约束模态的频率相对较高,转动载荷的振动频率将不可能达到结构的特征频率之内,因此产生共振的可能性相对较小.仿真结果与实验结论吻合较好,验证了该研究方法的正确性和可行性.     

具有混合槽结构的水润滑橡胶轴承弹流润滑特性

综合考虑水润滑橡胶轴承不同开槽结构的润滑特性,设计出一种具有混合槽结构的橡胶轴承。采用有限元法建立了水润滑橡胶轴承双向流固耦合模型,研究不同沟槽结构对橡胶衬层变形、水膜压应力分布以及流场速度分布的影响,结果表明,混合槽结构综合了U形、V形和T形槽结构的各方面优势,能够改善水润滑橡胶轴承的流体润滑特性。     

舰船水润滑橡胶尾轴承的结构设计

合理设计船舶尾管水润滑橡胶轴承的结构可以有效提高轴承摩擦学性能、承载能力,减小振动、延长服役时间。分析轴承长径比、摩擦面形状、水槽形式、橡胶层的厚度和硬度等结构要素对水润滑轴承的摩擦学性能及承载能力的影响,给出船舶尾管水润滑橡胶轴承结构设计中几个主要参数确定原则,为工程应用提供理论与技术支持。     

水润滑橡胶轴承的设计研究

根据原单位的工程经验,综合了很多国内外水润滑橡胶轴承的研究情况,对水润滑橡胶轴承及其润滑机理进行了简单介绍和分析,提出了水润滑橡胶轴承的设计方法,指出了各结构参数对水润滑橡胶轴承磨损以及承载能力等的影响,为水润滑橡胶轴承的工程设计提供指导。     

复合材料水润滑艉轴承结构设计研究

基于ANSYS CFX流固耦合数值计算方法,对水润滑复合材料艉轴承的润滑性能及结构设计开展研究,阐述了不同水槽结构、间隙比、长径比、直径等对轴承承载力以及水膜压力、轴承变形量、最小水膜厚度、轴承摩擦因数的影响规律。并利用水润滑轴承试验台研究了不同水槽结构对轴承启动摩擦转矩、转变速度以及摩擦因数的影响。研究表明,轴承摩擦因数、水膜最大压强、轴承最大变形随水槽数增多而增大;轴承承载力、最小水膜厚度随间隙比增大而减小,随长径比增大而增大。总结了直径为100~500 mm、长径比为2~3、间隙比为0.1%~0.2%的水润滑艉轴承承载力的变化规律,为水润滑艉轴承设计提供一定的理论依据。     

水润滑橡胶轴承研究进展

对当前水润滑橡胶轴承的发展现状及存在的问题进行了深入剖析，并针对存在的问题进行了一些理论分析和实验研究工作。     

水润滑橡胶轴承设计参数的探讨与设计实例

考虑了水润滑橡胶轴承的润滑机理和磨损情况,对该轴承设计参数的选取进行了探讨,最后介绍了水润滑橡胶轴承的设计实例。     

水润滑橡胶轴承

对当前水润滑橡胶轴承的发展现状及存在的问题进行了深入剖析，并针对存在的问题进行了一些理论分析和实验研究工作。     

橡塑双层复合材料水润滑轴承流固耦合分析

橡塑双层复合材料水润滑轴承综合了橡胶阻尼性好和塑料摩擦性能好的特点，是一种极具发展潜力的新型水润滑轴承，然而其润滑承载机制尚不明确。采用流固耦合仿真方法研究该种轴承在不同载荷、轴瓦厚度和弹性模量下的轴瓦变形分布特点和规律。结果表明：轴瓦变形主要发生在橡胶层，橡胶层轴瓦变形影响塑料层轴瓦的形状，并使其整体发生移动；随载荷增大，轴瓦变形量增大，轴瓦刚度系数减小；随塑料层轴瓦厚度增大，轴瓦总变形量近似线性减小，轴瓦刚度系数增大；而塑料层轴瓦弹性模量的变化对轴瓦总变形和刚度系数影响相对较小。     

橡胶合金螺旋槽水润滑轴承流体域仿真分析

对水润滑轴承内部由于凹槽不同而形成的不同形貌动压流体域进行数值分析。借助ANSYS建模模块的流体自动生成技术,建立不同偏心条件下稳态动压流体域;利用ANSYS CFX专业流体分析软件,对直槽和螺旋槽水润滑轴承动压流体域进行稳态数值仿真,得出偏心率、转速、水膜形貌对流场动压效果的影响;对流体内所产生的漩涡的流速和压力进行理论分析和仿真分析验证,得到不同形貌水槽内部的漩涡强度。结果表明:动压流体域流场压力会随着转速、偏心率的增加而增加,承载力也随之增加;动压流体域内部由于形貌的改变,动压效应不同,沟槽对流体域的影响较为明显,直槽的流体域承载能力较大,螺旋槽的局部压力较大;在沟槽内部出现明显的漩涡效应,有利于泥沙等杂质的流出,螺旋槽的涡流效应要明显高于直槽,对排污更有效。     

八纵向沟水润滑橡胶轴承润滑性能研究

水润滑橡胶轴承是水下最适宜的轴承之一,笔对潜水泵上常用的八纵向沟水润滑橡胶轴承,在水润滑条件下的润滑机理进行了实验研究,根据实验结果剖析了影响摩擦系数的主要因素及其影响规律,并据此提出了一组实用设计参数。