考虑紊流和滑移影响的液态金属润滑螺旋槽轴承设计

为了研究液态金属作为润滑介质时对螺旋槽轴承性能的影响,针对液态金属黏度低与接触角大等特点,建立了考虑紊流和边界滑移影响的轴承性能计算模型,进行了液态金属润滑螺旋槽轴承设计。基于螺旋槽轴承的特殊结构,在非正交坐标下运用有限差分法以及局部积分法求解了雷诺方程,得到轴承膜厚压力分布;采用Ng-Pan紊流模型并综合滑移长度模型(SLM)和极限剪应力模型(LSSM),分析对比了考虑紊流滑移影响和层流无滑移时的轴承性能;研究了槽数、螺旋夹角等结构参数对轴承静动态性能的影响,确定了轴承各结构参数的最佳取值。结果表明:适当的半滑移设计可以有效提高轴承承载能力并减少空化区域面积;在槽数为8～12、螺旋夹角为60°左右、槽深为20μm、沟脊比为1时,轴承可以获得良好的静动态性能。研究工作对国产高性能CT设备的液态金属轴承设计具有一定的指导意义。     

螺旋槽水润滑橡胶合金轴承摩擦学性能实验

通过螺旋槽和直槽结构的水润滑橡胶合金轴承摩擦学性能对比实验,研究螺旋槽结构对水润滑轴承的润滑特性及泥沙和杂质排泄能力的影响,结果表明螺旋槽结构的水润滑橡胶合金轴承摩擦学性能优于直槽,更容易形成弹性流体动压润滑,降低摩擦磨损,具有良好的泥沙和杂质排泄能力,对延长使用寿命和保护设备正常运行具有很好的作用。     

人字形螺旋槽动压止推轴承性能分析

为了研究人字形螺旋槽止推轴承的结构参数对其静动态性能的影响,针对轴承的特殊结构,通过坐标变换在扇形坐标系下,建立了轴承的性能计算模型。在正交坐标系下运用有限差分法对雷诺方程进行了离散和求解,得到了轴承的膜厚压力分布;研究了槽数、槽深和螺旋角等结构参数对轴承静动态性能的影响,综合考虑油膜承载力和刚度等因素,确定了轴承各结构参数对应的最优取值;通过分析人字槽轴承内部流体的流动状态,得到了槽深间隙比对基于层流和紊流两种计算模型下所得结果的影响规律。研究结果表明:人字槽顶端为主要承载区,该区域内存在压力峰值;在加工允许范围内,可以增加槽数,在轴承间隙为0.01mm,槽深间隙比约为3、槽台宽比为0.7～1、螺旋角为60°时,轴承可以获得较好的润滑性能;当槽深间隙比大于3时,轴承内部会出现明显涡流,导致油膜承载力减小、温升升高,此时基本的雷诺方程不再适用。研究成果可为国产高性能CT设备中液态金属轴承技术提供一定的理论指导。     

基于有限体积法的螺旋槽气体推力轴承润滑计算

为避免螺旋槽边界曲线对计算造成的不便,利用坐标变换将螺旋区域变为扇形单元,采用有限体积法得到气体雷诺方程的离散计算式,并将计算结果与已发表的有限差分法、有限元方法及解析算法的计算结果进行对照,验证了本文计算模型和数值方法的正确性.结果表明:当螺旋角在10°到15°之间取值时,承载力可获得最大值;槽深减小,压力增大,摩擦转矩也有一定的增加;压力分布的明显特点是:槽台交界处压力取极值;压缩数高,压力增大,压力梯度大.     

引入螺旋槽制造误差的机械密封性能分析及优化

在工程实际中液体火箭发动机涡轮泵的密封原件一般存在较大加工误差,直接影响机体的安全。基于涡轮泵高参数机械密封设计和制造的一体化考虑,分析了螺旋槽制造误差的来源,将误差分为槽底圆半径误差、槽深误差、螺旋角误差和槽台宽比误差4种。建立了含制造误差的涡轮泵螺旋槽机械密封性能分析模型,分析了制造误差对开启力、泄漏量、摩擦阻力矩和膜厚的影响,从设计参数和制造参数两方面指出了进行性能优化的方法。研究结果表明:引入槽深误差对密封性能影响最大,当转速达35 000r/min并且误差在2μm时,开启力和泄漏量分别相对于标准值增大了24.47%和36.82%,摩擦力矩和膜厚分别增大了27.8%和37.4%。可通过设计参数和制造参数对密封性能进行优化,减少误差的影响。考虑制造误差的计算模型增加了机械密封性能计算的精准性,可为机械密封设计及制造参数优化提供参考。     

基于Matlab的加工钻头螺旋槽砂轮截形的干涉误差分析

在进行加工钻头螺旋槽的砂轮截形的干涉误差分析中,按照磨床加工时钻头、砂轮和机床的相对位置,建立了加工螺旋槽的砂轮的数学模型,提出了砂轮截形的反求理论;基于砂轮截形的反求理论,定量分析求得干涉值AR;采用Matlab进行数组间的运算及坐标变换,求得砂轮截形的散点图及拟合图,通过拟合图上的坐标值得出了砂轮截形上相应点的AR...     

大升角内螺旋槽加工新方法

大升角、小尺寸内螺旋槽的加工存在诸多干涉,其加工是一个难题.在分析了不同加工情况如平行轴加工、交错轴加工,使用不同加工刀具时,刀具的回转面截形的设计和计算;提出了使用圆弧刀具进行逼近加工的方法,经计算分析表明,只要在允许误差范围内,此方法是可行的;在此基础上,利用典型软件如I-DEAS软件的Program files功能、UG软件的加工模块,针对不同加工情况进行了螺旋槽加工的计算机仿真,如刀具路径仿真,加工误差分析,检验刀具设计的正确性等.     

MW305涡轮膨胀机螺旋槽止推轴承的研制

本文通过ＭＷ３０５涡轮膨胀机螺旋槽止推轴承的研制，介绍了边界元法在流体润滑力学领域中的应用。在此基础上，完成了该机组中螺旋槽止推轴承的选型、设计、加工、调试及试运行等全过程，所设计的轴承成功地通过了整机考核，其主要性能指标达到了预期的水平。     

微气体螺旋槽推力轴承-转子系统非线性动力学分析

基于分子气体膜润滑模型探讨微气体螺旋槽推力轴承中的稀薄效应,将广义雷诺方程与运动学方程在时域内耦合并采用直接数值模拟方法联立求解,获得了任意时刻微转子的瞬态位移和速度响应,考察了气体稀薄效应以及不同螺旋槽结构参数对微气体螺旋槽推力轴承-转子系统非线性动力学行为的影响,并得到不同转速对应的轴向扰动临界值.结果表明:考虑稀薄效应时微轴承-转子系统显示出更好的稳定性;转速增加,轴向扰动临界值降低;能提高微轴承承载力的最佳螺旋槽结构参数,并不利于提高微系统的稳定性.     

螺旋锥齿轮空间曲面NC加工插补误差分析

基于空间曲面共轭原理，建立螺旋锥齿轮的齿面矢量方程，由空间坐标系的变换，确定出刀具相对工件的位置和姿态，实现刀具与工件的相对运动，在综合考虑齿面形状、刀具形态及机床结构等因素的基础上，分析了五坐标螺旋锥齿轮面NC过程插补误差，建立考虑齿面NC插补误差的螺旋齿轮数控加工方法，计算结果与加工实验结果基本一致。     

锥体锥度对油气分配器液相分配性能的影响分析

建立了油气润滑系统中油气分配器的仿真模型,基于该模型仿真了分配器分配界面油气两相的分布,计算了不同锥度时出口的液相分流系数,分析了锥体锥度对油气分配器液相分配性能的影响。结果表明,锥体锥度的增加可以在一定程度上提高油气分配器对油液分配的均匀性和稳定性。     

一种螺旋槽制动鼓热性能分析

建立了普通制动鼓和螺旋槽式制动鼓的有限元模型,运用有限元软件并结合制动器的相关国家试验标准对两种制动鼓的温度场进行模拟和研究。通过两种制动鼓的9次制动循环的对比研究,找出这两种制动鼓在制动过程中热性能的规律,同时,也发现了螺旋槽式制动鼓有着比普通制动鼓更好的散热性能。     

螺旋槽式液体机械密封的动力学性能分析

采用有限元法求解螺旋槽式液体机械密封的雷诺方程，得到了机械密封中的二维压力分布，并在此基础上建立了机械密封的动特性参数的表达方式和计算方法．结合对某典型的人字形螺旋槽式液体机械密封的动特性参数的计算与分析，给出了结构参数和运行参数对螺旋槽式液体机械密封动力学性能的影响，在密封间隙大于10μm时可忽略流体动力学的影响．分析了液体机械密封的动力学稳定性，在一定工况下机械密封的力刚度和力矩刚度系数会成为负值而造成密封系统失稳．在机械密封设计中引入了密封动力学设计的概念．     

空间固体润滑球轴承低速小摆角运动寿命分析

对低速小角度摆动的固体润滑球轴承运转寿命进行了理论分析与试验研究。基于滚动球轴承的弹性力学与运动学,对滚动体与套圈之间的相对滑移速度进行了分析,并在外滚道控制理论边界条件下对分析结果进行了简化。结合固体界面Archard磨损模型,给出了小角度摆动MoS_2固体润滑轴承寿命的估算公式。针对公式中涉及的小角度摆动运转工况,开展了固体润滑轴承机构的真空加速寿命试验,试验结果表明轴承在小角度摆动的典型工况下寿命超过2. 3×10~6次,符合寿命估算公式的理论计算结果,验证了理论分析的正确性。低速小角度摆动工况下的固体润滑轴承寿命估算公式表明其寿命与速度无关、与载荷成非线性相关以及与材料强度成正比。     

水润滑塑料合金轴承摩擦性能实验

水由于粘度极小,很难形成流体动力润滑,通过实验发现水润滑塑料合金轴承在运转时有较小的摩擦系数。影响摩擦系数的因素主要是转速、载荷、间隙,运用方差分析和正交实验,分析各因素对摩擦系数影响的显著性和效果,并列出各因素对摩擦系的影响曲线,对曲线进行研究后发现,塑料合金轴承运转时由于塑料合金的弹性变形而产生了弹流润滑。     

小锥度心轴定位误差的分析与计算

分析了生产加工与检测过程中小锥度心轴的选取对误差的影响,得出了在实际加工中,可以通过选用锥度较大的心轴用于加工,而选用锥度较小的心轴用于检测的结论,并给出了具体的误差计算公式供读者使用或参考。     

孔精镗后的锥度超差分析

针对工件镗孔加工过程中孔尺寸超标问题,从工件、设备、加工过程等方面分析了孔尺寸超标的原因,找出了解决问题的方法。     

锥度误差对高压辊磨机组合辊承载扭矩影响分析

通过建立辊轴锥度误差的数学模型,以GM 1 400×800高压辊磨机组合辊为研究对象,分析了组合辊接触表面锥度误差对组合辊承载扭矩的影响。分析结果表明:圆锥大端存在锥度误差的情况下,组合辊的承载扭矩随锥度误差的增大基本成线性减小;与此相反,圆锥小端存在锥度误差时,组合辊的承载扭矩随锥度误差的增大基本成线性增大。当单边过盈量等于0.45 mm,大端锥度正误差每增大0.01 mm,承载扭矩平均减小65 kN·m,大端锥度负误差每增大-0.01 mm,承载扭矩平均增大45 kN·m,可见承载扭矩随大端锥度正误差变化的趋势大;而小端锥度正误差每增大0.01 mm,承载扭矩平均增大15kN·m,小端锥度负误差每增大-0.01 mm,承载扭矩平均减小35 kN·m,可见承载扭矩随小端锥度负误差变化的趋势大。