多排环形供气孔静压止推气体轴承的研究

为了提高静压止推气体轴承的刚度及承载力,对一种多排环形供气孔静压气体攫推轴承进行了研究,从气体轴承雷诺方程出发,采用Ｇａｌｅｒｋｉｎ加权余量法推导出了控制方程的有限元形式,并由控制方程的边界条件,采用向前迭代法对轴承静特性参数进行了数值求解,分析了不同参数对止推轴承性能的影响,理论分析及试验研究表明,采用多排环形供气孔后,轴承的静刚度性能有了显著提高。     

多孔质气体静压轴承在三轴转台设计中的应用

气体静压轴承广泛应用于航空、航天、精密电子工业中。三轴转台是高精度的测试设备，用来对惯性系统和惯性元件进行检定、标定以及建立相应的误差模型，它的测试精度直接影响航空、航天等飞行器的控制和导航。转台的检测精度与回转轴的回转精度有密切关系。多孔质气体静压轴承同其他节流形式的轴承相比具有很高的承载能力、静态刚度以及很好的阻尼效应。文章对多孔质气体静压轴承进行了理论分析，并同气体静压小孔节流轴承的静态性能进行了比较，结果表明，此类轴承的承载能力明显优于小孔节流轴承。     

主动控制节流气体润滑轴承静态特性研究

提出一种新型的主动控制节流气体润滑轴承,建立了该轴承的理论分析模型,并解决了数值计算中多重迭代与快速收敛问题。试验研究结果表明,该轴承通过主动控制节流器对轴承压力反馈控制,使轴承静态性能显著提高。     

主动控制节流气体润滑轴承静态特性研究

提出一种新型的主动控制节流气体润滑轴承,建立了该轴承的理论分析模型,并解决了数值计算中多重迭代与快速收敛问题．试验研究结果表明,该轴承通过主动控制节流器对轴承压力反馈控制,使轴承静态性能显著提高     

气体稀薄效应对微机电系统(MEMS)气体轴承-转子系统不平衡响应的影响

为研究气体稀薄效应对微机电系统(MEMS)气体轴承-转子系统不平衡响应的影响,给出了MEMS气体轴承-转子系统运动方程和MEMS气体轴承的雷诺方程;利用双向隐式差分算法,给出了修正雷诺方程的详细数值求解过程;将转子运动方程与雷诺方程相结合,采用4阶龙格-库塔方法计算分析了气体稀薄效应对气体轴承-转子系统不平衡响应的影响。研究结果显示,考虑气体稀薄效应后,当质量偏心距较大时,MEMS气体轴承-转子系统的失稳轴颈转速较大,表明合适的偏心质量有助于改善系统的稳定性;在相同的质量偏心距下,考虑气体稀薄效应时气体轴承-转子系统在较低轴颈转速处出现峰值,表明此时不平衡偏心质量对气体轴承-转子系统运动的影响增大。     

自主式静压气体轴承实现无究刚度的条件分析

传统的静压气体径向轴承由于低刚度而存在着振动和运动精度不高的问题,为此,作者提出一种自主式气体轴承控制方案,这种新型轴承帅检测轴颈位移的非接触式传感器,驱动轴颈的控制阀及调节整个系统的控制器组成,当有径3种节流控制方案,并得到相应的实现无究刚度的数值解。     

准气体动力循环Power MEMS气体静压轴承

为追求微细尺度条件下超高能量密度的目标,提出了Power MEMS准气体动力循环发动机的概念.鉴于Power MEMS准气体动力循环发动机能够自行提供高压气源的结构特征以及气体静压轴承在性能上的优点,提出了将气体静压轴承应用于该Power MEMS发动机的研究和Power MEMS准气体动力循环发动机中气体静压径向轴承和止推轴承的结构形式的选择,指出了微细尺度下气体静压轴承的设计要点;运用气体静压润滑的基本原理对气体轴承的结构及运行参数进行了分析,获取了径向轴承和止推轴承的参数设计;通过气体轴承静态性能的计算,从承载能力方面验证了将所设计的气体轴承应用于Power MEMS准气体动力循环发动机中的可行性.     

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．     

多孔质石墨静压气体推力轴承静态特性

为了研究多孔质石墨静压气体推力轴承的静态特性,建立了相对应的理论计算模型.基于该模型分析了多孔质石墨密度、表面限制层、供气压力以及气体质量流量等因素对多孔质石墨静压气体推力轴承静态特性的影响.理论计算结果表明,轴承承载力与石墨密度成负相关、与供气压力成正相关,并在有表面限制层时较大;气体质量流量与石墨密度成负相关、与供气压力成正相关,并在有表面限制层时较大;轴承的刚度与石墨密度、供气压力成正相关,并在有表面限制层时较大.进一步设计实验台,绘制出多孔质石墨静压气体推力轴承的气膜厚度与承载力的静态特性曲线图.对比发现,实验结果与理论结果吻合较好,从而验证了数值计算方法的可靠性.     

毛细管节流的油膜轴承结构参数设计分析

油膜轴承的结构参数对其承载能力和油膜刚性起决定性的作用,轴承结构参数主要包括腔型结构、油腔数目、节流器参数等.对上述参数进行了分析.对腔式及垫式静压轴承、偏心油楔及阶梯腔的动静压轴承进行了静态设计计算,运用数值计算方法结合MATLAB软件编程求解了轴承结构参数与油膜承载能力间的相互关系.结果表明:阶梯腔结构相比于其他几种结构形式的动静压轴承具有更为理想的承载能力.     

高密度负压磁头磁盘系统的静力学仿真

对飞高为50nm的2种负压磁头的静特性进行了数值仿真,所采用的润滑模型中引入Fukui-Kaneko滑流修正模型考虑低飞高时气体稀薄效应的影响.数值求解采用控制体方法离散修正雷诺方程,离散后的方程用交替方向迭代法求解.由仿真结果可知,采用优化设计的方法设计磁头的形状和尺寸可以得到性能更优的负压磁头,同时还可以看到凹槽深度对气膜承载力影响明显,合理设计凹槽深度能够进一步提高系统的静力学特性.     

硬盘主轴电机流体动压轴承的有限元分析

给出了具有螺旋槽的流体动压轴承的数字仿真结果．模型采用二维深度平均的雷诺方程,在Ｍａｔｌａｂ环境下开发出了有限元分析软件．该程序能够处理诸如开有内部流动循环孔的结构较复杂的流体轴承,并且灵活性好,适用于不同的设计需要,该程序还具有动态划分网格的能力．以一种耦合的轴承结构为例,说明该程序在流体轴承设计中的能力,同时给出了它的各种特性曲线的耦合计算结果     

考虑热效应的轴颈倾斜轴承润滑分析

文章考虑了润滑油粘温效应的影响,分析了稳态下倾斜轴颈径向滑动轴承的流体动力润滑特性.采用有限差分法求解Reynolds方程,用热平衡方程计算润滑油温升;在是否考虑温度影响的2种情况下,计算了不同轴承偏心率、轴颈倾斜方位和轴颈倾斜角时轴承的油膜压力、油膜反力、端泄流量、温度的变化、轴颈摩擦系数和保持轴承稳定工作的力矩.分析结果表明,轴颈倾斜和润滑油粘温效应对滑动轴承流体动力润滑特性有较大影响.     

数控车床的液体动静压轴承油膜压力特性

以某高精度数控车床主轴部件为研究对象,研究建立动静压轴承油膜压力的理论模型和仿真分析模型的方法.首先将雷诺方程和油膜承载力方程转化为无量纲的形式,然后采用数值法求解得到轴承油膜的无量纲压力分布图和不同区域的压力值及分布规律.采用流体动力学软件求解轴承油膜仿真模型,获得轴承油膜压力分布,以及在不同供油压力和主轴转速情况下油膜压力变化规律,对进一步研究动静压轴承的承载能力和动静压轴承的设计提供重要的参考.将理论分析和仿真分析结果进行对比,验证了所采用的理论模型和仿真分析方法的正确性和可行性.     

内燃机曲柄滑动轴承摩擦性能的数值研究

将JFO边界条件引入内燃机曲柄滑动轴承的数值模拟计算过程,在成功求解R eyno lds方程的基础上,选择Ho lland法对一具体的内燃机曲柄滑动轴承的摩擦性能进行了深入研究。通过数值研究,得出了内燃机曲柄滑动轴承在工作过程中连续转动720°范围内载荷的变化规律、摩擦力的变化规律、摩擦系数的变化规律以及所消耗功率的变化规律,通过理论分析,对这些规律进行了解释。     

幂律流体的平均流动模型在粗糙径向滑动轴承中的应用

以遵从幂律的非牛顿流体为润滑介质，利用“流量因子”和“接触因子”的概念，推导出粗糙表面非定常幂律流体流动的“平均雷诺方程”。对表面粗糙纹向≥０，处于全油膜和部分油膜的有限长动载径向轴承，用差分方法进行数值求解，分析了粗糙度和幂律指数对轴承压力分布、承载力、流量系数的影响，得到了表面粗糙度纹向γ及均方差σ和润滑油的非牛顿特性独立地影响轴承油膜力学特性的结论。     

应力偶流体润滑轴承性能计算方法的比较

研究了负压力充零算法和质量守恒空穴算法对应力偶流体润滑轴承油膜压力分布及轴承特性参数的影响.数值分析表明,在油膜完整区,两种算法所得油膜压力几乎相同,只是在接近油膜破裂处有小的偏差;在空穴区,两者不同.两种算法所得轴承特性参数相差较大,随应力偶参数增大差别减小.充零算法与实际情况不符,空穴算法更符合实际.     

动载轴承的非稳态热流体动力润滑分析

为了考察热效应对动载轴承润滑性能的影响,建立了动载轴承热流体动力润滑分析的数学模型,联立求解了广义雷诺方程、能量方程、固体热传导方程以及载荷平衡方程,得出了动载轴承的油膜压力分布、油膜温度场分布、轴心轨迹、流量和功耗。在求解过程中针对油膜和轴瓦温度场的时变性的不同,提出对它们分别进行非稳态和准稳态数值求解的方法。另外还采用了不同的温度边界条件进行计算。结果表明：在动载荷作用下,轴承的油膜压力、温度场、轴心轨迹、流量和功耗也随时间作相应的变化,不同的温度边界条件对计算结果有着显著的影响     

影响磁头超薄气膜飞行稳态特性因素的数值分析

利用有限差分原理对修正后的气体雷诺方程进行离散,并以剪切流为迭代主项求解获得了超薄气膜润滑轴承的压力分布.在此基础上,通过改变磁头初始工作条件,如气膜特征高度、初始俯仰角、磁盘旋转速度,分别计算得到了气膜轴承在稳态下的飞行特性参数,包括气浮力、气浮力转矩、最大气浮力、最小气浮力等.文中还详细分析了这些初始工作条件对稳态下磁头飞行特性参数的影响.计算结果表明:随着气膜特征高度的降低和初始俯仰角的减小,气体轴承刚度增大;气膜特征高度不变时转速变化对特性参数的影响与俯仰角不变时转速对特性参数的影响具有相同的变化趋势.     

有限长轴承非稳态油膜力近似公式

用短轴承理论近似分析有限长轴承，只适用于宽径比比较小的情况，在短轴承理论基础上的结合Ｇａｌｅｒｋｉｎ方法首次给出了有限长轴承非稳态油膜力的近似公式，既保留了由短轴承理论所给出公式的简单性，又使其在很大宽径比范围内具有很高的精度，以满足工程的需要，最后进行了实例计算。