弹簧支承式推力轴承的热弹流研究

本文对弹簧支承式推力轴承进行热弹流研究，联立求解广义雷诺方程、完整的三维能量方程、热传导方程、固体热弹变形方程和润滑油的温粘关系，计入了轴瓦热弹变形、弹簧压缩变形以及热效应的影响，提出了弹簧刚度等效的方法，研究各种参数变化对轴承性能的影响．计算结果表明，弹簧支承方式能降低最大油膜压力，使瓦面受载比较均匀，速度、载荷和进油温度变化对轴承性能有很大影响，对于弹簧支承方式，轴瓦的弹性变形大于热变形，热弹变形量达到甚至超过油膜厚度的数量级，变形的大小直接影响到轴承性能．     

轴颈倾斜的径向轴承热弹性流体动力润滑分析

通过联立求解质量守恒的广义Reynolds方程、能量方程、固体热传导方程和固体变形方程,建立了轴颈倾斜的径向轴承三维热弹性流体动力润滑（TEHD）模型.在此基础上,深入研究了轴颈倾斜径向轴承的TEHD性能.结果表明,弹性变形和热变形都对轴颈倾斜径向轴承的性能具有显著影响.当只考虑弹性变形时,油膜厚度变化曲线出现了局部“凸”的形状,且最大油膜压力减小;当只考虑热变形时,油膜厚度变化曲线出现了局部“凹”的形状,且最小油膜厚度增大,但热变形对最大油膜压力的影响不大;当同时考虑弹性变形和热变形（即完整的TEHD模型）时,轴颈倾斜径向轴承的所有性能参数都发生了明显的变化,因此,对于重载高速的操作工况,有必要建立轴颈倾斜径向轴承的TEHD模型.     

边界滑移对EMP径向滑动轴承性能的影响分析

弹性金属塑料瓦（ＥＭＰ）径向滑动轴承是一种新型的轴承,轴瓦材料的特殊性使其热变形远大于普通金属瓦轴承,但它所特有的边界滑移现象,对改善径向滑动轴承的润滑性能有较为明显的优越性,该文建立了计入边界滑移情况后对轴承３Ｄ热弹流分析的数学模型,并给出实例,对其润滑机理进行了初步的分析。     

考虑瞬态冲击和弹性变形的滑动轴承特性与动力学响应

同时考虑瞬态冲击载荷和轴瓦的弹性变形,模拟了舰船在风浪拍击时推进轴支承滑动轴承的润滑特性与动力学响应,研究了聚四氟乙烯(PTFE)弹性金属塑料瓦滑动轴承的最小油膜厚度、最大油膜压力和轴心轨迹随时间的变化情况。运用有限元法求解雷诺方程,将油膜力转化为轴瓦节点力计算了弹性变形;用欧拉法求解轴颈的动力学方程,计算了动态轴心轨迹。对比了刚性瓦与PTFE弹塑瓦滑动轴承的特性,结果表明,轴瓦弹性变形对油膜厚度和油膜压力分布的影响不可忽略,并且轴瓦弹性变形可以提高滑动轴承的承载能力。对比分析了4个不同方向瞬态冲击载荷作用下PTFE弹塑瓦滑动轴承的特性和轴颈的动态轴心轨迹,提出可通过改变轴承静载荷方向、减小瞬态冲击载荷方向与轴承偏心方向的夹角来增加最小油膜厚度,降低最大油膜压力,减小动态轴心轨迹的位移响应振幅,进而改善滑动轴承润滑状态,减小轴瓦的弹性变形量,提高轴承-转子系统的稳定性。     

水润滑轴承系统三维热弹流性能有限元分析

使用自编流固耦合轴承有限元程序,利用影响系数法和非线性优化法,对水润滑轴承系统的轴承-水介质-轴系统的热弹流性能进行了三维有限元分析.同时,有限元程序的有效性也被证实.仿真结果表明:一定工况下的水润滑轴承存在明显的弹性变形和一定程度的热变形;小膜厚比下轴承会出现明显的温升.因此,水润滑轴承的设计中,其变形和温升应加以考虑.     

离心力和热弹变形对大型水轮机推力轴承性能的影响

本文利用能量极小原理,采用三维分析方法,综合地考虑了瓦块力变形、热变形及油膜离心力等因素对大型水轮发电机组推力轴承性能的影响,采用等精度法处理并对轴承进行了性能计算.计算结果表明,油膜离心力和瓦块热弹变形对轴承性能有较大影响.     

电主轴角接触球轴承摩擦学和动力学耦合分析

基于弹性流体动力润滑理论和动力学理论,对角接触球轴承(主轴轴承)进行摩擦学特性和动力学特性耦合研究.在Ansys软件中建立考虑主轴轴承摩擦学特性的动力学仿真模型,利用有限差分法求解弹流润滑的Reyn-olds方程和弹性方程,求解轴承油膜反力,在Ansys中进行动力学仿真,输出轴承零件各种运动参数特性曲线.研究表明,速度是影响主轴轴承内部弹流油膜的重要因素,在相同的预载荷、接触角等工况条件下,陶瓷角接触球轴承的内圈油膜厚度随转速增大先增大后逐渐减小,外圈油膜厚度随转速增大开始变化不明显,随后明显减小.     

大型重载滑动轴承润滑特性的理论与试验研究

以单机容量1 750MW级核电半速发电机试验用椭圆轴承为对象,在现场全尺寸动平衡机上进行了轴承性能试验,由此给出了椭圆轴承温度、压力和膜厚等润滑性能实测数据;采用基于经典润滑理论的基本方程,运用流体润滑软件和ANSYS软件,在计入瓦体变形的基础上联合进行了轴承静态性能求解。结果表明:大型重载轴承瓦面热弹变形与油膜厚度为同一数量级,轴承设计中必须予以考虑;额定转速为1 500r/min时,轴承测点最高瓦温为82.8℃,测点最大油膜压力为6.65MPa,瓦温和油膜压力仿真值与测试值偏差均小于5%;在额定转速附近,最小油膜厚度测试值约为254μm,仿真值与涡流法测试值的偏差为15.21%;转速在1 000~1 600r/min范围内,最小油膜厚度的仿真值与涡流法测试值的最大偏差为21.36%。理论和试验验证了考虑瓦体变形的润滑计算方法在大型重载轴承应用上是可行的。     

弹性箔片轴承的气弹润滑解

通过引入柔性箔片的静、动变形以及联立求解气体润滑Reynolds方程和弹性箔片轴承的静、动变形方程，给出了弹性箔片空气动压轴承的完全气弹润滑耦合解，完全气弹润滑解不仅适用于箔片轴承的静态性能分析，同样也适用于动态刚度和阻尼的计算，从而为弹性箔片空气动压轴承静、动态性能分析和相应转子系统动力学行为预测提供了系统的理论与分析方法．     

大型轧机油膜轴承的三维热弹性流体动力润滑分析

对大型轧机油膜轴承的热弹性流体动力润滑特性及能量方程的求解方法进行了理论研究,利用有限差分法,通过联立求解Reynolds方程、、轴颈和锥、衬套的传热方程以及膜厚方程、润滑油的粘度和密度方程,对油膜轴承的热效应问题进行了数值求解.在求解过程中考虑了粘度和密度随压力和温度变化的情况,分析计算了不同工况下的刚性与弹性油膜温度分布情况.     

剪切桥式两可倾瓦轴承负荷传感器结构二维有限元分析

本文对大型汽轮发电机组剪切桥式两可倾瓦轴承负荷传感器结构进行了二维有限元分析 ,研究了不同边界条件对传感器结构应力 (应变 )场的影响 ,计算与试验结果对比表明 :所建立的有限元模型基本是正确的 ,可将其用于两可心倾瓦轴承负荷传感器结构设计。     

高速水润滑止推轴承的滑移润滑性能研究

建立了多种具有不同滑移区域分布特征的推力瓦数学模型,在考虑流体边界滑移效应、扩展了经典Reynolds方程并设定合理边界条件的基础上,借助MATLAB软件对模型进行数值仿真求解,研究了滑移区域分布方式、面积占比及滑移长度对轴承动压润滑性能的影响。结果表明,在靠近流场入口处沿周向分布滑移区域能显著提升不同转速条件下的推力瓦面承载力;当滑移区域面积占瓦面面积比介于0.3~0.4且滑移长度为1000nm时,轴承推力瓦面具有最优动压润滑性能。     

轴承-转子系统运动分析及主轴振动的相位控制

为限制高速运动过程中轴承转子系统的振动及提高机床加工精度,提出了通过控制可倾瓦轴承转子的振幅和相位以降低主轴前端振幅来达到提高加工精度的方法.建立了刚性轴转子系统的五自由度振动模型,并求出了转子系统振动的微分方程;通过流量平衡法求得可倾瓦轴承的供油流量,并离散雷诺方程求出了可倾瓦轴承的油膜力;通过欧拉法得出了可倾瓦轴承转子轨迹,并通过空间直线方程得出了主轴前端转子运动轨迹;通过电磁致动器作为辅助控制装置调节可倾瓦轴承转子的切向加速度和法向加速度.算例的仿真结果显示可倾瓦轴承转子的轨迹收敛成圆形,并减小了前后轴承的相位差,主轴前端振幅降低了60.26%.      

计入三维热效应对可倾瓦推力轴承动力特性的影响

在考虑三维热效应的情况下,研究线支撑可倾瓦推力轴承的动力特性.建立广义雷诺方程、完整的三维能量方程、瓦体的热传导方程和温粘关系,联立求解非线性偏微分方程组,计算油膜的刚度和阻尼系数.研究表明：温度变化对可倾瓦推力轴承的动力特性有较大影响;与不计入热效应的线支撑可倾瓦推力轴承相比,计入三维热流体的可倾瓦推力轴承的油膜刚度和阻尼系数会增大,其理论计算结果更接近实际工况;随着载荷、入口温度的增加以及转速的减小,油膜的刚度和阻尼也会随之增大.     

轧机油膜轴承设计技术研究

讨论了热弹流动力润滑的设计计算技术,对建立轧机油膜轴承标准的可行性进行了分析;对油膜轴承结构及设计准则进行了分析,对油膜轴承监测及控制进行了讨论.这些研究旨在推进轧机润滑优化工程及油膜轴承全生命周期设计.     

四可倾瓦轴承负荷传感器结构三维有限元分析

对大型汽轮发电机组四可倾瓦轴承双剪桥式负荷传感器结构进行了三维有限元分析，研究了不同边界条件对传感器结构应力（应变）场的影响，计算与试验结果对比表明，所建立的有限元模型是正确的，可将其用于双剪桥式轴承负荷传感器结构优化设计。     

基于实测数据及仿真计算的轴承瓦块温度分析

为分析某抽水蓄能机组的上导轴承瓦温偏高 ,并接近报警值的原因 ,首先从机组结构、安装特点等方面系统地分析了影响瓦温偏高的可能因素 ,然后结合考虑多种变形因素的 Reynolds方程的仿真求解 ,给出了轴承安装间隙同瓦块温升之间的关系曲线。综合分析表明上导轴承瓦温偏高是由上、下导轴承安装间隙不协调 ,上导轴承间隙过小造成的 ,并定性地给出了上、下导轴承安装间隙的调整方案。机组再次运行的数据表明文中所用的分析及仿真方法是正确的 ,提出的导轴承安装间隙调整方案是可行的 ,可方便地指导现场维修     

表面滑移对塑料瓦推力轴承润滑性能影响的理论分析

由于弹性金属塑料瓦表面存在滑移现象,所以将改变轴承的润滑性能．文章对具有表面滑移的雷诺方程和能量方程进行了推导和计算,结果表明：表面滑移对轴承润滑性能有一定的影响．