新型动静压轴承试验台的设计与研究

为深入研究不同工况下动静压滑动轴承的静、动特性,设计、制造和调试成功了一台通用的新型动静压轴承试验台。在该试验台能进行静压和动静压轴承的静特性和动特性试验,并能进行实验数据的自动采集与处理。为中小型滑动轴承设计提供一整套有效的实验研究方法和设备。     

滑动轴承动力特性的数值计算方法

将计算流体动力学与简谐激励法应用于滑动轴承动力特性系数的求解,通过采用全新的变流域动网格技术提出一种基于瞬态流场计算的滑动轴承动特性的计算方法。利用所提出的方法计算典型滑动轴承的刚度、阻尼系数,并与已有的经典计算结果进行比较。结果表明:两种方法的计算结果基本吻合,提出的新方法不仅考虑了计算初值的影响,而且计入了实际存在的油膜破裂现象,满足精度要求,有效可行。     

动静压支承滑动轴承性能分析

对用于承载部件的动静压支承滑动轴承进行了弹性流体润滑分析.采用有限元方法产生柔度矩阵计算动静压支承滑动轴承的弹性变形,并在考虑滑动轴承弹性变形下,得出其动压效应随轴承转速的变化、承载能力随偏心率的变化以及静刚度随偏心率的变化情况.结果表明,在弹性流体润滑分析中,用柔度矩阵法可以准确计算动静压支承滑动轴承的弹性变形以及承载性能.     

气油两相流对具有深浅腔圆柱动静压滑动轴承油膜压力分布的影响

在分析了深腔中气穴产生的工况及其原因的基础上,引入了适用于深腔的两相流流体物理模型。在得到定常工况下的动静压圆柱滑动轴承雷诺方程的基础上,考虑到深腔中压力与密度之间的函数关系,从而建立了适用于两相流工作状况下的具有深浅腔的动静压圆柱滑动轴承理论模型,得出了滑动轴承的数值计算理论,分析了两相流对滑动轴承油膜压力分布的影响,得出了一些结论。     

主轴—滑动轴承系统的优化设计

本文讨论了采用各类滑动轴承的高速高精度主轴系统建立有限元分析模型和优化设计方法、用分解协调法把轴和滑动轴承作为有相互影响的子系统,编写了有限元分析和优化设计程序、并给出了一个采用动静压滑动轴承的主轴系统的计算实例。     

静压轴承计算机辅助设计

本文讨论了静压和动静压滑动轴承计算机辅助设计中的设计计算、绘图方法及设计全过程,研制了相应的计算机辅助设计软件,包括分析计算模块、优化设计模块及计算机绘图模块,可在微机上实现人机交互,使用十分方便,可供设计部门直接采用。     

变支点滑动轴承工作机理分析及转子振动特性试验研究

将传统可倾瓦轴承瓦块的机械支点改为流体支点,提出了一种变支点滑动轴承结构;阐述了该变支点滑动轴承内外层油膜的形成原理,并分析了该轴承的初始工作状态;对轴承初始工作状态下的平衡位置进行仿真计算,论述了底瓦浮起所需静压腔面积与载荷、转速的关系.为了对该滑动轴承-转子的动力性能进行研究,获取试验参数,研制了一套能够自动采集数据、实时分析数据的滑动轴承-转子振动特性测试试验台.采用双面动平衡及影响系数法对试验台转子进行现场动平衡试验,结果验证了文中方法的有效性.对比分析了常规滑动轴承与变支点滑动轴承的转子振动特性以及试验台机脚的加速度振动特性,结果表明所开发的变支点滑动轴承具有较好的阻尼减振特性.     

沟槽椭圆轴承支承的转子轴承系统稳定性计算分析

在已知滑动轴承动力特性的八个系数的基础上，通过计算来预报转子轴承系统失稳转速及稳定裕度。为了与实验研究相配合，从理论上比较了用不同沟槽结构参数的椭圆轴承支承的转子轴承系统的阻尼变化趋势，定量地判断了系统的失稳转速。经实验验证：计算结果和实验结果相一致，证实了本文中算法的有效性。     

大型滑动轴承油膜动特性系数现场识别方法的研究

提出一种可用于大型滑动轴承油膜动特性系数在线识别的新方法。该方法利用高速动平衡机特殊的支撑结构，通过改变运动中转子一滑动轴承的支撑刚度，拾取刚度改变前后系统动不平衡响应的稳态值，来确定油膜动特性系数。实验结果表明，该方法具有较高的精度和可靠性。     

可变阻抗滑动轴承动力系数的试验测试

讨论了可变阻抗滑动轴承动力系数的试验测试和识别方法,滑动轴承的动力系数不是可以直接测得的物理量,它们只能从测得的转子—轴承系统的动态响应函数中采用参数识别的方法求得．本文首先描述了用于测试的试验装置的组成和测试程序,然后讨论了从测得的系统频率响应函数中识别动力系数的模态分析方法,最后讨论了测试结果．文中的结果证实了可变阻抗滑动轴承动态特性的可调性能．     

轴承载荷对整体齿轮增速式离心压缩机转子动力学行为的影响研究

以一台在役的六级整体齿轮增速式离心压缩机为研究对象,运用流固耦合方法,考虑可倾瓦滑动轴承轴瓦热膨胀的同时,分析不同的载荷大小和载荷角度导致的轴承刚度和阻尼的变化,并在此基础上建立四平行轴系转子系统三维模型,研究不同载荷下齿轮转子系统的不平衡响应规律和动力学行为。 研究结果表明,对齿轮轴系的动力学行为分析,不仅要考虑轴瓦的热膨胀和轴承载荷的变化,还需考虑耦合转子的动力学行为。     

高速线材轧机油膜轴承损伤机理与实验研究

高速线材轧机工作辊油膜轴承频繁发生短寿烧损事故 ,严重困扰企业生产。本文从机构学观点出发 ,采用弹性问题边界元法对轧机工作辊辊系进行理论分析 ,并通过间接测试轴承动态载荷特性的方法进行了多次在线测试。指出其损伤机理在于轧机结构不合理 ,轴承严重偏载和超载。本文为改造轧机结构 ,解决线材轧机油膜轴承短寿烧损问题提供了重要的理论和实践依据     

基于显式动力学的发动机转子中介轴承的仿真分析

为研究复杂工况下中介轴承的动力学特性，针对外圈支承于低压转子轴颈，内圈支承于高压转子轴颈支承形式的中介轴承的工作特点，应用LS-DYNA建立了中介圆柱滚子轴承动力学模型，开展动力学仿真。该模型以显式算法为基础，在充分考虑中介轴承转速、旋转方向、负载、接触及摩擦的条件下，基于动力学仿真模型，分析了中介轴承应力水平随内外圈旋转方向、内外圈转速及径向外载荷变化的规律。分析结果表明：在内外圈反向旋转以及外圈转速增加的情况下中介轴承的振动更为平稳，而在径向外载荷增大的情况下，中介轴承的振动更加剧烈。仿真结果验证了模型的正确性，为中介轴承故障诊断提供了有益参考。     

嵌入控制油腔的静压滑动轴承可控性研究

针对主动控制静压轴承转子运动的可控性和稳定性有待提高的问题,提出了一种在传统静压轴承的油腔内嵌入控制油腔的轴承结构,并采用主动单面薄膜节流器对其供油,充分利用轴承内部的二次节流,以此提高静压轴承的主动控制性能.基于雷诺润滑方程和流量守恒方程,采用有限差分法和欧拉迭代法建立了静压主轴的轴心运动计算模型,研究了不同轴承结构和进油压力下轴承的动态特性和控制特性.结果表明:当控制腔面积占比在30%,封油边宽度为5 mm时,静压轴承同时具有良好的动态特性和控制特性.通过合适的结构设计,嵌入控制油腔的轴承结构可以提高静压主轴轴心运动的可控性.      

Effect of Supported Bearing Clearance on Load-Sharing Characteristics of a Double-Row Planetary Gear System

Few studies were focused on the load-sharing characteristics of double-row planetary gear(DRPG) systems with bearings. Meanwhile, the supported bearing has an important influence on the transmission characteristics of the entire system. To overcome this problem, a multi-body dynamic(MBD) model of the DRPG system fully considering the influences of bearing parameters is established. Dynamic loads among contacting gear pairs have been obtained to calculate the load-sharing coefficient(LSC) of the system. The LSC of each gear tooth pair has been compared to study the effect of the supported bearing clearance on the load-sharing characteristics. These methods are based on Hertz contact theory. The liner stiffness and damping are used in the model. The results show that the supported bearing clearance has a greatly effect on the LSC of the DRPG system. Choosing appropriate clearance parameters of supported bearing can help suppress the uneven load distribution of the DRPG system. The results can provide some guidance to find new method to study the LSC and increase the service life of planetary gear systems.     

运用灵敏度分析的角接触球轴承多目标优化设计

为了提高角接触球轴承的性能,以双列角接触球轴承为研究对象,提出一种基于Isight多学科优化技术的双列角接触球轴承优化设计方法.然后,以双列角接触球轴承的额定动载荷和额定静载荷为性能指标,采用最优拉丁超立方设计方法,对双列对角接触轴承结构设计参数进行灵敏度分析.搭建Isight和MATLAB联合仿真平台,采用NSGA-Ⅱ 优化算法对3210角接触球轴承结构设计参数进行优化设计.结果表明,优化后的3210角接触球轴承的额定动载荷和额定静载荷相对于轴承手册标准值分别提高了63.93%和75.98%.同时,与基于免疫算法的3210角接触球轴承优化设计进行比较.研究结果表明:采用多学科优化设计方法优化后的3210角接触球轴承的额定动载荷和额定静载荷相对于免疫算法的优化结果,分别提高了4.997%和1.370%.     

滑动轴承油膜动力特性现场测定技术研究

本文应用时间序列分析及参数识别技术,对于滑动轴承油膜动力特性的现场识别方法进行了研究,提出了转子—轴承系统的简化模型,对于某可倾瓦轴承进行了计算机仿真计算,结果表明在阻尼比较小时,本方法结果与理论值相当一致。