基于Simulink天然气涡旋压缩机增压装置供油系统的优化控制

以涡旋式天然气压缩机供油系统为研究对象,将供油系统分为2个子系统,根据流体力学理论,建立供油系统油量分配模型,推导出两供油子系统油量数学表达式,分析系统的供油量对涡旋式天然气压缩机性能的影响.基于Simulink和油量数学模型,对供油系统进行仿真模拟实验.结果表明,供油量随着转速的增大而增大;从壳体进入曲轴的润滑油需考虑离心力对供油的影响.研究结果为涡旋压缩机供油量的控制提供了一定的理论依据.     

100MD60Y4高速电主轴热特性影响因素实验

目的研究油气润滑系统及转速各参数对高速电主轴温度与热变形的影响,为提高数控机床加工精度提供理论依据.方法采用单一因素实验法,基于恒温水冷控制系统和油气润滑系统实验平台进行电主轴热变形实验;实验分析进气压力、供油时间间隔、单次供油量及转速四个参数对电主轴各位置温度及轴头位置热变形的影响.结果适当的进气压力及润滑油量可以使主轴各部分温升与轴头位置热变形量相对较小,转速对于电主轴的温升及热变形影响较为显著,且转轴Z方向(轴向)热变形量最大,转速为16 000 r/min时,变形量可达到83.562μm.结论电主轴油气润滑系统中的进气压力、供油时间间隔、单次供油量以及转速对电主轴各位置温度及转轴X、Y、Z三个方向热变形量均有影响.     

滚动活塞压缩机供油系统计算流体动力学分析

采用计算流体动力学(CFD)软件对滚动活塞压缩机供油系统进行了数值模拟,建立了供油系统的物理模型,提出了处理边界条件和计算活塞端面泄漏的方法,并将供油系统的动态过程转化为静态过程.通过实验测量了主轴承的供油量,以验证模型的合理性;通过计算分析了压缩机运行工况、壳体内油池油面高度、压缩机供油系统主要设计参数对供油特性的影响.结果表明:活塞端面泄漏量主要取决于压缩机运行工况;油池油面高度对供油系统供油量影响显著;在压缩机运行工况及油池油面高度一定的情况下,主轴承螺旋油槽的截面形状和倾斜角决定着主轴承的供油量.     

车用湿式多片离合器油液冷却研究

湿式多片离合器需要润滑冷却来防止高转速大扭矩引起的高温烧蚀。工程实际中,多通过经验来确定需求流量值,为了从理论上确定冷却所需合适的润滑油流量,根据热平衡理论建立了湿式多片离合器的油液冷却模型,推导了钢片随时间的平均温升和油液出口油温变化规律,研究了离合器对流换热系数和热流分配的影响,并通过计算和实验,得到润滑流量增加到一定程度时冷却效果不再显著增加的规律,并指出对于所研究的湿式多片离合器,合适的供油量为单副(1.5~2.0)L/min,为工程应用中供油量选择提供理论指导。     

混合陶瓷球轴承油气润滑与预紧力的实验研究

对混合陶瓷球轴承的油气润滑和预紧进行了试验研究。具体测试了轴承预紧力、油气润滑供油量以及主轴转速对主轴温升的影响关系，确定了混合陶瓷球轴承合理的油气润滑参数和预紧力，并与钢轴承进行了试验对比。     

涡旋压缩机润滑系统润滑油量优化分析

建立了涡旋压缩机润滑系统性能分析模型，分析了润滑系统各部分的流量关系，确定了润滑系统润滑油量的优化准则．对润滑系统的关键设计参数的确定方法和润滑系统整体结构参数的合理匹配原则进行了讨论．     

深浅腔动静压轴承油膜特性

以用于某高精度数控车床主轴部件的深浅腔液体动静压轴承为研究对象,在对其进行理论建模与分析的基础上,采用计算流体力学软件对深浅腔动静压轴承油膜特性进行分析.分析不同的转速、供油压力、偏心率、油膜厚度和深腔夹角等因素对油膜承载力、进油孔流量和油膜温升的影响.结果表明:进油孔流量随主轴转速的增加先增大后减小,随主轴偏心率的增加逐渐减小;油膜温度随外部供油压力的增加逐渐减小且趋于平缓;油膜厚度在0.03mm左右时承载力和温升最合适;在深腔夹角为10°时,油膜的动压效果最明显,油膜承载能力最强.     

静压轴承—主轴系统静态性能的研究

本文以小孔节流四油垫静压轴承—主轴系统为例,研究了供油压力、主轴转速.主轴轴线倾斜、轴承流量等对静压轴承—主轴系统性能的影响:研究了静压径向轴承的静态性能的计算方法,并通过对一台MB1520型外圆磨床静压轴承—主轴系统的分析计算,获得了一些很有价值的结论.     

高速电主轴油气润滑产生的油雾对空气质量的影响

目的研究电主轴润滑系统供气压力、供油量、供油间隔及主轴转速4个参数对电主轴油雾粒径的影响;分析各因素对油雾粒径影响的显著性,计算得出各因素对油雾粒径的影响强度.方法以100MD60Y4电主轴产生的油雾为研究对象,通过单一因素试验方法分析供气压力、转速、供油量及供油间隔因素对油雾颗粒粒径分布的影响,利用单因素方差法证明各因素对油雾粒径PM2.5和PM10均具有显著性影响.结果供气压力为0.29 MPa时对空气质量影响最小,为保证加工环境空气质量,加工过程中应尽量避免转速在18 000~24 000 r/min、供油量在13.5~17 m L/h、供油间隔在45~90s工作.结论电主轴系统供气压力、供油量、供油间隔及转速对电主轴油雾粒径均有显著性影响.对油雾粒径小于等于PM2.5所占比例的影响强度从大到小依次为:供油间隔、供气压力、转速、供油量;对油雾粒径小于等于PM10所占比例的影响强度从大到小依次为:供气压力、供油量、供油间隔、转速.     

斜盘式及涡旋式压缩机对电动汽车热泵空调系统制热性能的影响

设计了用于电动汽车的热泵空调试验平台,利用步入式低温环境试验舱,研究了不同环境温度下涡旋式压缩机和斜盘式变排量压缩机对热泵空调系统性能和车室内平均温度的影响. 试验结果表明:采用涡旋式压缩机的热泵空调系统,车室内平均温度随时间以近似开口向上的抛物线规律增加;而采用斜盘式变排量压缩机的系统,车室内平均温度随时间以开口向右的抛物线规律增加. 高压管路内工质的温度和压力变化趋势与车室内平均温度变化趋势类似. 在一定的环境温度下,随着压缩机转速的增加,车室内达到舒适温度的时间变短.      

大容量定速空调机油分离器设计必要性的分析研究

为保证空调压缩机的正常运转,系统中必须有充足的冷冻油保障压缩机润滑,否则压缩机会发生严重磨损和过热而损坏。因此在进行制冷系统循环设计时,需要考虑系统润滑油能否顺利返回压缩机,是否需要追加油分离器保证回油。该论文基于流体力学基本原理,建立回油模型,根据润滑油的净体积流量为零和制冷剂蒸汽速度与油气界面速度的关系,获得制冷剂蒸汽的最小回油速度,并与系统实际运行时制冷剂最小蒸汽速度做比较,计算得出空调机在进行系统设计时是否需要追加油分离器进行回油。     

变工况下高速轴承表面沟槽润滑增效设计

针对滚动轴承在高速高压气帘影响下供油不足的问题，提出了基于表面沟槽结构的轴承润滑增效方法。首先，建立了考虑轴承真实结构、组件内部运动的轴承润滑仿真模型，利用沟槽的引流作用增强润滑油轴向流动能力，进而提升轴承润滑效率；其次，考虑轴承变工况服役特点，研究了供油量、转速、沟槽尺寸、喷嘴直径等因素对轴承润滑性能的影响规律，结合正交设计获得了影响沟槽润滑增效的多因素敏感性排序，基于参数归一化方法构建了适用于变工况的最优沟槽宽度预测公式。搭建了高速轴承润滑实验台，对比分析了不同宽度沟槽在轴承变工况下的润滑增效作用，结果表明，当轴承转速超过6 000 r/min时，所提方法获得的最优沟槽结构使得轴承接触区润滑油流量提升5倍以上，显著提升了轴承的润滑效率。     

液力缓速器关键工作参数全流道数值模拟研究

为探究液力缓速器工作时其关键参数的变化规律,针对某液力缓速器的特殊结构,通过合理设置交互面,构建了带入出口边界的全流道流场仿真模型.在不同的转速与系统流量下进行仿真计算,根据仿真结果确定了反馈压力与出口压力随转速与系统流量的变化规律,并从束流理论的角度对结果进行解释.结合部分充液稳态流场仿真以及充液过程瞬态仿真,得到了充液过程中充液率的变化以及制动转矩、反馈压力随充液率的变化规律,能为液力缓速器制动转矩特性以及入出口压力、反馈压力等特性的建模与运用提供依据.     

基于流变特性的球轴承差动滑动摩擦热量研究

以高速球轴承拟静力学计算结果为基础,分析了高速球轴承接触区内的差动滑动状态,结合弹流润滑状态下润滑油的流变特性,得到了差动滑动速度、滑滚比、摩擦因数等在接触区内的分布状态,进而确定了高速球轴承的差动滑动摩擦热量. 对轴承转速、载荷、沟曲率系数、初始接触角等参数对差动滑动状态的影响进行了分析计算,得到了差动滑动摩擦热量随转速、载荷、沟曲率系数、初始接触角的变化规律.      

面向润滑增效的轴承套圈表面沟槽结构设计

为提升高速轴承润滑效率，对可实现轴承润滑增效的套圈表面沟槽结构开展系统性分析。以角接触球轴承为研究对象，结合可视化分析及定量化实验，优化了转速、喷嘴位置等多参数变化下的轴承套圈表面沟槽结构。基于流体体积函数法(VOF),建立套圈表面润滑油流动模型，探究润滑油于沟槽化轴承内圈表面流动行为，在此基础上，开展了沟道润滑油流动量化实验分析。对比了不同喷嘴位置、不同沟槽宽度、不同转速对润滑油流动增效能力影响的变化规律，针对润滑油流动特征开展了弧形沟槽结构优化设计。结果表明：当转速、供油位置等运行工况条件变化时，均存在工况适应性最优的沟槽宽度，且最优沟槽宽度随喷嘴距端面距离的增加而增加；弧形沟槽能有效改善沟槽对润滑油流动增效能力，且转速越高，大弧度沟槽增效效果越好。研究内容对于高速轴承新型高效润滑设计具有重要参考意义。     

限量供油条件下面接触润滑油膜特性

利用面接触润滑油膜测量系统,在限量润滑油供给条件下研究了润滑油膜特性.同时,定义了相对油膜厚度,即限量供油与充分供油条件下的油膜厚度之比,用于表征限量供油下润滑油膜承载力的变化情况.结果表明,在限量供油条件下,随着玻璃盘的速度增大,油膜厚度先增加,随后,乏油的出现使得油膜厚度几乎保持不变.由于在润滑轨道上没有充分的润滑油回充,润滑油的黏度和回流时间对润滑膜的形成影响很大.只有当乏油变得严重时,入口乏油区才会承受一定载荷.     

高速旋转圆管流体输运模型研究

研究旋转圆管的通流特性.结合流体力学的基本原理,建立了分析模型,通过试验结果验证了模型的精度,分析了通流特性及其影响因素.研究结果表明:旋转圆管流量随转速与供油压力的变化而变化.且在转速增加初期,流量变化较小,随着转速的增大,通流能力减弱趋势增大.配流孔孔径和个数的增加均可提高通流特性;配流孔的外径影响着孔内外离心压差,过大的外径在较高转速时会导致进油困难.在高速行星传动机构润滑流量分配系统设计中需要考虑旋转圆管流通特性的影响.      

直线压缩机润滑系统理论分析与数值模拟

直线压缩机是一种新型高效的压缩机,现有的冰箱压缩机广泛采用的是离心泵油机构,不再适用于直线压缩机。本文主要针对一种新型的直线压缩机润滑系统,分析了其组成和工作原理,建立了油泵的数学模型并进行了数值模拟计算,讨论了压缩机有关参数对供油量的影响。     

降低机械主轴轴承发热量的研究

目的建立机械主轴轴承遗传算法模型,研究6个影响因素对机械主轴轴承发热量的影响规律,并以降低主轴轴承发热量为目标,对机械主轴轴承进行结构优化,寻求6个影响因素的最优组合方式.方法通过建立理论模型并通过对理论模型的计算,对机械主轴轴承的发热量进行求解,并基于遗传算法,对机械主轴轴承的发热量大小与轴承预紧力、润滑油运动黏度、轴承接触角、轴承球数、轴承中径和主轴转速6个耦合因素之间的影响进行研究.结果随着轴承预紧力加大、轴承接触角减小、润滑油运动粘度增加、轴承球数减少、轴承中径增大以及主轴转速升高,主轴的发热量呈增大趋势.结论与其他方法相比,由于考虑了更多的影响因素,使用遗传算法进行解耦计算的结果更加准确,为进一步优化机械主轴热态特性提供了理论依据和指导方向.     

轴承腔内油雾温度场数值模拟及润滑效果

计算流体动力学(CFD)的相关分析方法与油雾润滑技术相结合已成为研究油雾润滑机理的一种有效途径.为了对连退平整支承辊轴承腔内的油雾温度场及润滑效果进行研究,以CFD理论为基础,对油雾流场进行了数值模拟;通过对数值计算结果的分析,得到了不同滚子生热率条件下润滑油雾在轴承腔内的传热规律;建立了两种供油量情况下的滚子生热率与轴承温升之间的拟合方程,得到了滚子生热率对润滑效果的影响规律及增加油雾的散热能力、降低连退平整支承辊的温度的方法.