油膜轴承瞬态非线性油膜力的力学建模及其表达式

讨论了油膜轴承瞬态非线性油膜力的力学模型、数学表达式及其基本性质.指出建模中考虑油膜自由边界瞬态性的重要性;对短轴承论证了"动态π油膜"模型;对有限长轴承,提出了用变分法决定油膜瞬态自由边界位置;提出了非线性油膜力一般表达式,它由3个函数组成"瞬态刚度矩阵\\"和"瞬态阻尼矩阵\\";导出了这3个函数的一般表达式;证明了瞬态阻尼矩阵的正定对称性,表明非线性油膜力具有正阻尼特性.具体讨论了两类油膜轴承的油膜力解案.一是圆柱短轴承油膜力精确解;二是采用变分方法对有限长椭圆轴承获得油膜力的高精度近似公式.通过实例,证实了变分方法的高效性.     

弹流润滑悬挂式转子支承轴承轴向刚度的计算

以悬挂式转子的圆锥滚子支承轴承为研究对象,根据Hertz接触理论得出了沿圆锥滚子母线方向的弹性变形量表达式;根据弹性流体动力润滑的Dowson-Higginson油膜厚度公式得出了沿圆锥滚子母线的油膜厚度表达式;推导出考虑油膜厚度时计算圆锥滚子轴承轴向刚度的数学公式.并用一个实际算例说明,当轴向载荷不高的情况下,油膜的存在对轴承刚度影响较大,实际计算中不应忽略.     

挤压油膜阻尼器油膜压力的1种实用计算方法

针对挤压油膜阻尼器(SFD)长轴承模型,根据含有流体惯性项的Navier-Stokes(N-S)方程,通过建立油膜惯性速度分布模型,提出了1种工程上实用的油膜压力计算方法,即解析法与数值计算相结合的方法,给出了油膜压力和作用力的表达式.     

无限长圆柱轴承非稳态完整油膜边界的确定

给出了无限长轴承滑膜力的解析表达式,证明了雷诺边界条件等价于雷诺方程的双重变分,且给出了雷诺方程变分形式的解析表达式,最后用有约束优化方法来确定完整油膜多的边界,得到无限长轴承是全周油膜的结构,并通过一个绕静偏心作同频涡动的转子作为算例进行检验,同时与不同宽径比的有限长轴承数值结果进行了比较。     

密封浮环非线性振动及环心轨迹的研究

本文主要研究浮环密封装置中,浮环的振动特性,由于浮环受油膜力、库伦摩擦力等非线性力的作用,所以它是一个二自由度非线性振动系统,本文依据短轴承动力润滑理论导出油膜力分析表达式,并应用Treanor数值积分法,克服浮环运动微分方程严重“病态”问题,通过电子计算机计算,求出其中心运动轨迹并分析其相轨迹“突跳”现象,同时讨论浮环半速涡动及受迫振动中次谐波等问题.最后将计算结果与已有实验结果进行比较,基本是一致的.     

锥环式牵引传动装置自助力变速机理研究

为揭示锥环式牵引传动装置能够进行自助力变速的机理,分析了锥环式牵引传动稳态工况与变速工况内、外接触区油膜卷吸速度与自旋速度方程,构建了接触区弹流润滑模型,推导了沿变速方向的牵引力表达式,并研究了接触区油膜沿变速方向牵引力的影响因素及其作用规律. 研究表明:变速时,由于变速角θ的存在,使得接触区油膜存在沿锥轮母线方向的侧向速度,从而在接触区产生沿变速方向的牵引力,在此力的作用下,锥环将沿变速方向运动,实现自助力变速;且变速角θ越大、滑滚比s越小,输入锥轮转速越高以及接触载荷越大,沿变速方向的牵引力也越大,变速越省力.      

考虑轴颈偏斜时滑动轴承的动力特性

本文建立了同时考虑轴颈径向位移和歪斜时的滑动轴承动力学模型.对于这种模型,油膜力将扩展为四个广义力分量.文章将相应的动力系数矩阵分解为对称和反对称两部分并讨论其物理性质.然后,本文推导得出该模型的正交变换矩阵,在此基础上导得各向同性的动力系数矩阵表达式,并讨论了诸元素的物理意义.文章最后引入动力系数椭圆的概念以分析非对称动力系数矩阵的变换性质.     

恒定轨迹挤压油膜实验台设计

滑动轴承在动载工作条件下运行时,承载油膜受到轴承挤压和旋转剪切两种运动作用.其中挤压运动反映轴承在变载荷条件下,承载油膜抵抗拉应力的能力.平行平板动载挤压油膜实验就是研究动载油膜分布机理的一种简化方法.为完善前人工作的不足之处,搭建自制的恒轨迹挤压油膜实验台,以便于模拟滑动轴承的动载工况,对动载油膜空穴的本质进行更深入的研究.     

新型轧机油膜轴承实验台的研制

轧机油膜轴承已经广泛应用于工业生产中,但作为专门进行油膜轴承实验研究的设备尚不多见.本文简要介绍了新型油膜轴承的研制情况,为油膜轴承的发展提供有力的技术支持.     

固体颗粒对脂润滑线接触弹流影响的数值分析

建立了含固体颗粒的脂润滑线接触弹流润滑模型,推导了相应的润滑方程,通过数值方法分析了固体颗粒中心位置、尺寸和速度对脂润滑线接触弹流油膜压力和油膜厚度的影响,并与不含固体颗粒的脂润滑线接触弹流油膜压力和油膜厚度进行了比较.数值分析结果表明:固体颗粒对脂润滑线接触弹流的油膜压力和油膜厚度具有一定的影响;球状固体颗粒对油膜压力和油膜厚度的影响较为显著,其中颗粒半径变化对油膜压力和油膜厚度的影响最大;片状固体颗粒对油膜压力和油膜厚度的影响较小.     

应用纹理分析识别SAR海上溢油图像

以渤海ENVISAT ASAR图像为例,采用基于灰度共生矩阵的纹理特征分析方法,计算油膜和2种类油膜(近海自然表面膜和低风速区)的纹理特征量.结果表明:对比度、方差、熵、相关性、相异性5种纹理特征量可用于识别油膜和类油膜,但对于不同类型的类油膜,用于区分它们和油膜的纹理特征量是不同的.因此,类油膜的分类对区分油膜与类油...     

袋式轴承油膜特性及其对转子稳定性的影响

利用CFD软件分析了不同油膜厚度、转速和供油压力下袋式轴承的油膜特性及其对汽轮机振动的影响.利用UG软件建立袋式轴承的物理模型,导入Workbench的Mesh软件中进行网格划分,计算不同油膜厚度、转速和供油压力下的袋式轴承的油膜压力分布,分析油膜特性对汽轮机转子稳定性的影响.结果表明:油膜厚度、转速、供油压力对袋式轴承的油膜特性及对旋转机械转子稳定性具有重要作用.转速越大,油膜稳定性越好,汽轮机转子运行越稳定;在最佳的油膜厚度为0.06mm及0.07mm时使汽轮机能安全稳定的运行,并且供油压力在0.1~0.2MPa时,增大供油压力可以明显提升轴承油膜的承载能力,有利于轴承的稳定.     

液黏传动变形界面间油膜温度场实验研究

为揭示液黏传动变形界面间油膜温度场分布规律,建立油膜的三维物理模型,利用计算流体动力学原理,采用FLUENT软件对油膜温度场进行求解,并研制专门的液黏传动实验台进行实验研究.研究结果表明:平行界面和变形界面间油膜的温度随摩擦副运行时间的延长而升高,油膜温度与时间近似呈线性关系;同时,有沟槽区和无沟槽区油膜的温度沿径向递增,且有沟槽区油膜的温度远低于无沟槽区的温度;变形界面与平行界面间油膜的温度分布规律基本相同,但是,变形界面间油膜的平均温度略低于平行界面间油膜的温度.     

油雾喷射碰壁过程中油膜形成的数值模拟分析

利用FLUENT仿真软件对油雾喷射碰壁过程中油膜的形成进行数值模拟;模拟条件如下:喷射速度v分别为30,80,100和120 m/s;油雾颗粒粒径d分别为3,5,7和10μm;喷雾距离D为50和65 mm.在上述条件下得到油膜厚度等高图,从而得出喷射速度、油雾颗粒粒径、喷雾距离对油膜厚度和油膜比率的影响.模拟结果表明:喷雾距离增加时油膜厚度和油膜比率都减少;在喷雾距离为50 mm时,速度为80 m/s的油膜厚度和油膜比率比较理想;同样条件下,油雾颗粒粒径在5μm左右时,油膜厚度和油膜比率较大.     

斜面油垫静压轴承热油携带影响下的温升特性

以周向倾角0.028°动压承载效果较优的斜面式双矩形油垫静压轴承为对象,进行油膜热油携带及温升特性研究.从缝隙流动机理出发建立油膜热油携带数学模型,对该型号静压轴承常用7种载荷和12种转速工况进行流体仿真分析,探索热油携带影响下的油膜温升规律,并进行油膜性能实验.研究发现:当转速10～100 r/min时,部分载荷工况发生油膜热油携带现象;而当转速超过100 r/min时,所有承载范围内均会发生油膜热油携带现象,且油膜温升曲线有尖点,热油携带影响下的油膜温度急剧升高,油膜热累积现象加重.     

宝钢冷轧支撑辊油膜轴承的维护与保养

油膜轴承是冶金设备中非常重要的备件,目前世界上绝大多数轧机支承辊轴承都采用油膜轴承.宝钢股份冷轧厂2030五机架冷连轧机和1420五机架冷连轧机支承辊采用的均是的油膜轴承.2030五机架冷连轧机由于是80年代投产的老轧机,其支撑辊油膜轴承是80年代的第三代产品.而90年代投产的1420五机架冷连轧机,其支撑辊油膜轴承就为第四代产品.为了保证油膜轴承的正常运行,以及轧机轧制带钢产品的几何精度,油膜轴承的维护和保养是一个值得研究的课题.     

球磨机静压轴承油膜温度场数值模拟与分析

针对球磨机静压轴承经常发生烧瓦现象,基于热传导理论,对静压轴承油膜建立数值分析模型,并利用有限元分析软件ANSYS,得到了油膜温度场分布.研究表明:三维数值模拟分析可以揭示轴瓦面油膜温度分布,解决实际工程中由于油膜很薄导致静压轴承内部温度场无法直接测量获得的问题.油膜产生温升主要是受到剪切及系统发热造成,使得油液粘度变小,从而造成油膜的刚度和承载力等性能的改变.温度峰值区出现在靠近油膜边界处,为防止温升过高,可采取风冷、降低轴瓦比压等措施.分析结果对深入研究静压轴承运行过程中油膜的动态变化和传热机理、优化设计方案具有十分重要意义.     

轧机油膜轴承污染失效及其对策

分析了轧机油膜轴承的原理结构,常见失效形式及对策.针对机械锁紧式KL型轧机油膜轴承,提出了避免油膜轴承污染失效的方法.通过计算机械锁紧力,控制两轴承座相对位置,有效地避免了因轴承的轴向窜动而引起的油膜轴承失效.     

轴向柱塞泵柱塞副偏心状态油膜特性分析

为了分析柱塞副偏心状态对油膜特性的影响,采用动压支承理论和数值模拟方法,研究在不同柱塞腔压力和缸体转速时柱塞副油膜形态及其变化规律,采用寿命试验台测试液压泵试验件并与理论结果进行对比验证.结果表明:柱塞偏心状态下,柱塞副油膜出现最小厚度值,油膜内部压力高于柱塞腔压力;压油区油膜厚度随压力增加而线性增加,随转速增加而减小,但转速越大,油膜厚度减少量越小,柱塞转过90°时油膜厚度达到最小值;吸油区最小油膜厚度几乎不随转速变化,且吸油区最小油膜厚度小于压油区油膜厚度;柱塞副最小油膜厚度出现位置与斜盘摩擦力方向一致.     

动载径向滑动轴承油膜空穴研究

径向滑动轴承通过动压作用形成动压油膜来承受载荷,在几何间隙发散区会产生油膜空穴,存在油膜空穴区.油膜空穴的形成对轴承的静动特性有一定影响,而对于载荷变化的动载径向滑动轴承来说影响更为显著.本文用不可压缩流体空穴算法描述动载径向滑动轴承油膜分布,并在此基础上分析了动载滑动轴承的性能变化.