阶跃载荷扰动下径向滑动轴承绝热瞬态过程研究

研究了径向滑动轴承在阶跃载荷扰动下的绝热瞬态行为.通过对轴承油膜压力、温度及轴颈的动力学建模,应用数值方法对模型求解.获得了大载荷扰动工况下径向滑动轴承热瞬态运动参数的非线性响应.给出了瞬态过程中轴承最高温度、最小膜厚等其他参数的变化规律.结论认为,瞬态过程中温升、膜厚参数变化很大,并且超出了其要达到的稳态值,有可能造成瞬态过程中轴承由于温升过高而失效.     

水污染对径向滑动轴承热弹流润滑的影响

研究润滑油水污染对水轮机滑动轴承弹流润滑的影响。通过实验确定油水混合物的黏度、水的质量分数以及温度三者间的关系;研究在不同含水量油水混合液润滑下滑动轴承的润滑性能,分析滑动轴承从初始状态到达稳定状态过程中轴心轨迹的变化规律,以及轴承到达平衡位置时各润滑特性参数的分布,包括液膜流体压力、最大液膜压力、液膜厚度、最小液膜厚度、液膜温度等。结果表明,随着含水量的增加,油水混合物的黏度增加,且变化明显,而润滑油的密度、比热容以及导热系数虽增大,但变化并不大;各种因素综合影响的结果,使得轴承液膜承载能力增强,液膜厚度和温度增加,最小液膜厚度增大,最大液膜压力下降。     

水介入及初始条件对轧机油膜轴承瞬态热弹流润滑的影响

以轧机油膜轴承为研究对象,利用考虑时变和热效应的Reynolds方程建立油水两相流的弹流润滑模型,分析轧机油膜轴承在水介入润滑油后对其润滑的瞬态影响,并讨论不同初始条件下的瞬态润滑特性。结果表明：不同瞬时下,润滑膜的压力膜厚变化明显;润滑油介入水后,随着含水量的增加,润滑油黏度增加,润滑膜的中心压力及中心膜厚增加,最小膜厚先增大后减小,最大温度降低;随着初始转速的增加,最大压力减小,入口区压力、二次压力峰值及膜厚均增加;随着初始轧制力的增加,最大压力增加,入口区压力、二次压力峰值及膜厚均减小。     

初始状态对径向滑动轴承热瞬态过程的影响

研究了径向滑动轴承在阶跃载荷扰动下的瞬态绝热行为.通过对轴承油膜压力、温度和各组成部分的动力学参数进行建摸,应用数值方法对模型求解.获得了大栽荷扰动工况下径向滑动轴承热瞬态运动参数的非线性响应.在此基础上讨论了初始稳态压力和转速对轴承热瞬态过程的影响.     

水润滑飞龙滑动轴承的表面织构热弹流润滑性能分析

建立了考虑表面织构的滑动轴承的弹流润滑几何模型,对考虑圆弧形凹坑、矩形凹坑和直角-三角形凹坑的水润滑飞龙轴承的弹流性能进行了数值分析。结果表明,压力与膜厚在凹坑处均出现波动,压力峰值和最小膜厚减小;滑滚比增大,最小膜厚减小,圆弧形凹坑的最小膜厚大于矩形凹坑的,远远大于直角-三角形凹坑的最小膜厚;随着轴承表面凹坑深度的增加,压力波动不明显;膜厚随着凹坑深度的增大,波动幅度增大,最小膜厚减小;直角三角形凹坑的轴承最不利于润滑。     

EMP径向滑动轴承热弹变形对润滑特性的影响

ＥＭＰ径向滑动轴承特殊的轴瓦材料特性使得其热弹变形对轴承的润滑特性,如油膜的最小间隙、油膜压力和温度分布影响较大。为此本文建立了完整的热弹变形模型,采用有限差分的方法,通过在不同载荷的情况下,对ＥＭＰ径向滑动轴承在计入和未计入热弹复合变形的两种情形进行对比,从而揭示了热弹变形影响轴承工作性能参数的内在规律。     

轴瓦的力学性能对水润滑塑料轴承润滑性能的影响

在线接触热弹流润滑的基础上,对水润滑塑料轴承的热弹流模型进行计算,研究轴瓦的力学性能对水润滑塑料轴承润滑性能的影响,分析不同弹性模量下的压力、膜厚、最高温升曲线和温度分布。结果表明:在载荷等满足要求时,应选择弹性模量小的材料;载荷很大时,应选择弹性模量大的材料;弹性模量很大的材料,材料改性重点是增加自润滑性能和增加热传导系数。     

瞬变载荷作用下水润滑轴承弹流润滑性能分析

综合考虑热效应与时变效应,建立水润滑轴承润滑数学模型,数值模拟阶跃、矩形脉冲、正弦脉冲以及高斯脉冲4种不同形式的瞬变载荷下,水润滑陶瓷轴承的压力与膜厚在不同瞬时的变化趋势。结果表明,在瞬变载荷作用的时间段内,压力增大,膜厚减小,且相比膜厚的波动幅度压力波动较为明显;4种形式的瞬变载荷中,矩形脉冲与阶跃载荷产生的最小膜厚最低。     

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。     

水润滑飞龙轴承热弹流润滑性能分析

利用考虑热效应的Reynolds方程,对水润滑条件下的飞龙轴承进行考虑热效应时的弹流润滑理论分析。通过数值模拟讨论载荷、转速和轴径对水润滑膜压力及膜厚的影响。结果表明:热效应对水润滑膜压力的影响几乎可以不计,而膜厚减小;随载荷增大,压力峰值有所增大,膜厚随载荷的增大而减小;随转速的增大压力峰值减小,而膜厚随转速的增大而增大;轴径的大小对压力的影响不明显,但随轴径的增大膜厚减小。     

轴颈倾斜对内燃机主轴承润滑和磨损的影响

建立内燃机主轴承热弹性流体动力润滑模型,考虑轴颈倾斜,以粗糙接触压力表征轴颈与轴瓦的磨损程度.通过对不同工况下主轴颈倾斜角度、粗糙接触压力等的计算,研究轴颈倾斜对主轴承润滑和磨损的影响.结果表明,轴颈不对中倾斜角度较小时,主轴承仍能够处于流体润滑状态;轴颈倾斜角度较大时,轴承处于边界润滑状态,出现偏摩擦磨损.转速和负荷对轴颈倾斜影响较大,高转速和满负荷时轴承的润滑不良,磨损较大.     

计入轴瓦弹性的应力偶流体润滑分析

推导了计入轴瓦弹性的应力偶流体润滑轴承的变形雷诺方程。数值分析表明,刚性轴瓦的最大油膜压力值比弹性轴瓦的最大油膜压力值大,且随着应力偶参数的增大,最大油膜压力提高明显;润滑油分别为牛顿流体和应力偶流体时,弹性系数越大轴承的承载力越小,应力偶参数越大轴承的承载力越大,且轴承的偏心率越大,应力偶参数对承载力的影响越明显,应力偶参数对刚性轴瓦材料的影响比对弹性轴瓦材料的影响大。     

动载荷下径向轴承的非牛顿介质润滑

为分析动载荷条件下非牛顿介质的流变特性对径向轴承润滑效果的影响，推导了相应的雷诺方程。在方程中用差分粘度和第一正应力差函数表征非牛顿介质的流变特性，用挤压项表示动载荷作用。轴承润滑的数值计算结果表明，差分粘度的变化是影响承载力的主要因素，它取决于非牛顿介质的动态参数和剪切频率范围，使得非牛顿介质润滑的承载力并不总是高于或低于牛顿介质。在动载荷条件下，第一正应力差效应明显增强了油膜压力和承载力，并对轴心轨迹产生影响。     

紊流润滑滑动轴承壁面压力脉动效应研究

壁面压力脉动是紊流润滑滑动轴承随机振动的主要激励源之一,建立紊流激励特性和轴承结构动力学响应之间的关联,对高转速、低黏度润滑滑动轴承的状态监测和故障诊断具有重要意义。为研究紊流润滑滑动轴承的壁面压力脉动效应,考虑流体油膜中存在逆压力梯度的影响,选用Rozenberg模型和广义Corcos模型表征壁面压力脉动的自功率谱和互功率谱,采用波数域模态叠加法求解滑动轴承紊流壁面压力脉动模型,分析滑动轴承在不同工况参数下壁面压力脉动的激励特性以及结构的响应特性。结果表明：低波数区域紊流脉动压力是轴承结构高频随机振动的主要因素;随着润滑油黏度的降低,高频范围内的轴承模态响应幅值增大,共振峰值附近产生较宽的频带和较高的振幅;随着轴颈转速和径向载荷的升高,紊流压力梯度增大,高频范围内的轴承模态响应幅值也随之增大。     

可倾瓦推力轴承在变载荷下的瞬态润滑性能研究

建立了可倾瓦推力轴承中的油膜厚度方程、瞬态油膜压力方程、瞬态油膜温度方程以及求解油膜力和瓦块力矩的数学模型，提出了基本方程的数值求解过程，研究了可倾瓦推力轴承变载荷下的瞬态润滑性能。结果表明，随着载荷的增大，油膜厚度减小，油膜温升增大。在达到同样载荷时，对于较大的载荷变化率，其油膜温升反而较小。另外，随着载荷的增大，瓦块的倾角也．随之逐渐增大。     

瞬变载荷作用下滑动轴承轴心轨迹计算仿真

为了研究动压滑动轴承在瞬变载荷作用下的润滑状况,在考虑轴颈惯性力和非线性油膜力的基础上,建立了滑动轴承轴心轨迹的运动方程,提出了采用欧拉法求解有限长滑动轴承瞬时轴心轨迹的数值方法。分别计算了在阶跃、矩形脉冲和正弦脉冲瞬变载荷作用下轴心轨迹、最大油膜压力及最小油膜厚度的变化规律。分析结果表明,在瞬变载荷作用时,轴心轨迹、最大油膜压力及最小油膜厚度都有较大的变化并呈现出一定的振荡过程。由于脉冲载荷的作用时间有限,随着其消失,轴心乃收敛于原平衡位置,而阶跃载荷则使轴心收敛于新的平衡位置。     

不同雷诺数下螺旋槽径向气体轴承承载特性分析

为研究螺旋槽径向气体轴承在不同雷诺数下承载力的变化规律,建立基于Ng-Pan理论修正的气体轴承润滑模型,利用有限差分法求解该模型,得到不同雷诺数下轴承的承载特性,分析轴承几何参数和槽型参数的变化对承载力的影响。结果表明：螺旋槽径向气体轴承在非层流润滑状态下承载力大于层流润滑状态下的承载力;轴承几何参数对承载特性影响显著,其中随偏心率增大承载力呈发散式增大,且非层流状态下承载力与层流状态下承载力差距加大,随长径比增大承载力呈收敛式增加;轴承槽型参数中槽宽比、槽深比对承载特性有明显影响,随槽宽比、槽深比增加轴承承载力增加,而槽数对轴承承载力的影响并不显著,螺旋角对非层流状态下轴承承载力影响较大;轴承进口压力对承载性能有明显影响,随进口压力增大,承载力在层流状态下增加,在非层流状态下波动较大。     

计及轴颈轴向运动的径向滑动轴承润滑分析

以轴-径向滑动轴承系统为研究对象,综合考虑轴颈轴向运动和倾斜,建立了倾斜轴颈的轴承的流体动力润滑模型,采用有限差分法求解Reynolds方程,分析了不同的轴颈倾角、转速、偏心率和轴承间隙下的轴颈轴向运动对倾斜轴颈的轴承润滑性能的影响规律。结果表明：轴颈轴向运动对倾斜轴颈滑动轴承润滑特性影响显著,且影响程度与轴颈倾角和转速有直接的关系,倾角越大,对轴承润滑性能的影响越大,转速越低,对轴承润滑性能的影响越显著;轴承间隙越小,对轴承润滑性能的影响越大。     

倾斜轴颈重载轴承润滑性能分析及试验

针对重载及安装导致的轴颈倾斜问题,推导径向滑动轴承油膜厚度方程,建立计入轴颈倾斜的流体润滑模型。以某重载轴承为例分析倾斜轴颈轴承的润滑性能。结果表明,轴颈倾斜会导致油膜压力发生轴向偏布,峰值偏离轴向中分面,且倾角越大偏离越严重;近轴端面油膜厚度远小于远轴端面,倾角较大时两端面油膜厚度差值大于最小油膜厚度值,可能导致轴颈与轴承碰磨甚至烧瓦,因此在轴承设计时必须予以考虑。动平衡机上进行的现场试验验证了理论分析的正确性。     

轴受载变形产生的轴颈倾斜对滑动轴承润滑影响的研究

针对轴-轴承系统,建立了轴受旋转载荷作用时变形导致的轴颈倾斜对滑动轴承润滑性能影响的分析方法,并在研制的滑动轴承试验装置上进行了专项验证试验。试验结果表明,提出的基本方程、公式和分析方法可以满足研究要求。计算了轴受载变形导致轴颈倾斜情况下,轴承的油膜压力、端泄流量和轴颈摩擦因数等。结果显示,轴颈倾斜时,轴承油膜压力分布和油膜厚度分布有明显变化,最大油膜压力明显增加,最小油膜厚度减小很多,端泄流量略有增加,轴颈摩擦因数变化不大。