大型径向可倾瓦滑动轴承热动力润滑性能的研究

分析了径向可倾瓦轴承块支点位置的分布情况对轴承润滑性能的影响,提出了在大型低速重载条件下,可倾瓦轴承采用小包角瓦块及瓦块支点的非均匀布置方式有利于建立动力润滑油膜。针对瓦块支点非均匀布置情况,研究了三维瓦块弹性变形对轴承润滑性能的影响,结果表明：在重载条件下,需要考虑小包角瓦块的弹性变形对可倾瓦轴承热动力润滑性能的影响。     

弹性支承可倾瓦轴承-转子系统振动稳定性分析

介绍了弹性支承可倾瓦轴承的动特性系数表达式及其计算方法,式中考虑瓦块惯性、支点摩擦和瓦背气膜等因素的影响,使理论分析及结果与实际情况更为逼近。此外,还采用单质量转子模型,对轴承－转子系统的振动稳定性进行了分析。     

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.     

推力轴承润滑计算中的若干问题

对推力轴承的二维弹性-热-流体动压分析中的能量方程的边界条件和解法、热油转移、瓦块弹性变形和确定瓦块平衡位置等问题进行了讨论,得到可供工程使用的计算方法和结果,与国外基于大量试验而得到的权威性结果十分吻合。     

新型弹性箔片动压气体止推轴承的理论研究

对新开发的弹性箔片动压气体止推轴承进行了理论分析,采用等温气体模型,导出求解该轴承静态特性的弹性流体动力润滑方程,利用有限元方法对方程进行求解,得到了该轴承在流固耦合下的压力分布和间隙分布,以及结构参数对轴承性能的影响.数值计算结果表明:节距比和瓦块张角存在最佳取值,节距比取0.5,瓦块张角为70°~90°时,可得到理论上的最大无量纲承载力;弹性模量越大,无量纲承载力随着间隙比和轴承数的增加而增大的趋势就越明显;选择合适的结构和材料,可以得到较高的承载力,这将进一步扩大该轴承的应用范围.     

多层弹性支承箔片动压气体径向轴承稳定性的实验研究

为了保证轴承支承高速转子的稳定运行,提出了一种具有多层弹性支承结构的新型箔片动压气体轴承。该轴承采用两层或多层具有鼓泡状凸起阵列的金属箔片作为弹性支承结构,通过调整鼓泡阵列的周向和轴向截距或调整上下层弹性箔片布置,可以实现轴承支承刚度特性和阻尼特性的调节。在直径为25mm主轴的高速(10万r/min)透平膨胀机上,实验研究了这种箔片轴承支承高速转子的运转特性,详细分析了3种典型排列方式下转速与压力的关系,以及高速转子升速及降速特性。结果表明:采用不同的多层结构排列方式,可以有效调整和改善弹性箔片轴承支承高速透平转子的刚度和阻尼特性,抑制高速转子的不稳定涡动;多层弹性箔片轴承能够产生多重刚度及多重阻尼,从而改进了传统箔片轴承刚度和阻尼的影响,改善了弹性箔片动压气体轴承的稳定性和可靠性。     

可倾瓦径向滑动轴承性能分析

本文以可倾五瓦径向滑动轴承为例,剖析了可倾瓦径向滑动轴承和各瓦的静特性和动特性随结构和偏心率变化的规律;论述了可倾瓦径向滑动轴承具有高稳定性的本质;探讨了载荷作用位置(作用在支点上和支点间),瓦块支点位置(偏支和中心支点)等对轴承性能的影响。为设计、分析和选用可倾瓦径向滑动轴承提供了资料。     

汽机顶轴油提前投用及大流量冲洗同步实施工艺

岭澳二期CPRl000机组汽轮机因轴系采用三瓦块可倾瓦支撑轴承和转子较重等特点,ALSTOM的安装程序明确要求盘动汽机转子需要投用顶轴油。扣盖前汽机安装和扣盖后轴系找中连接需投顶轴油,为不影响后期大流量油冲洗,采取在原有油系统的基础上增加临时设施实现顶轴油提前冲洗、投用,实现了顶轴油在安装期间可用并且保证了大流量冲洗油循环的工期。     

新型弹性箔片动压气体止推轴承的试验研究

对新开发的一种弹性支承箔片动压气体止推轴承进行了理论分析和数值计算，并在多功能气体轴承试验台上对轴承的稳定性、承载力、振动特性和启停性能等进行了深入的试验研究．在轴承的弹性材料厚度为0．25mm、箔片厚度为0．07mm、节距比为0．7、转速为108398r／min时，试验获得了25．9N的最高轴向承载力．试验结果表明：复合弹性支承材料具有良好的阻尼特性，能有效地抑制转子的振动和限制涡动振幅的增加；金属箔片的柔性表面刚度均匀，能有效地降低转子及轴承表面的损伤；新型弹性箔片动压气体止推轴承具有良好的稳定性、运转性能和启停性能，具有很好的发展潜力和实用前景．     

电磁轴承支承挠性转子过临界控制器设计

以10 MW高温气冷堆中氦气透平试验转子模型为对象,设计了一种控制器.该控制器采用模态截断的方法获得电磁轴承系统的数学模型,并采用线性二次型Gauss方法,采用了一个同LQG(linear quadratic Gaussian)控制器相串联的相位补偿器,以便有效地阻尼转子的模态振动.经过反复的试验调试和控制器参数修改,不但使转子顺利超越第一阶挠性临界旋转速度,而且实现转子停留在该旋转速度长期稳定的运行,积累了实际工程中电磁轴承支承的转子过临界旋转速度的经验.试验表明电磁轴承能有效地抑制转子的振动.     

全动压气体轴承透平膨胀机机械性能的试验研究

在一台额定转速为10 64×104 r/min的高速透平膨胀机(轴径为25 00 mm,转子质量为891 g)上,采用新型弹性支承箔片动压径向轴承和螺旋槽动压止推轴承对全动压气体轴承透平膨胀机的机械性能进行了试验研究,达到了转速为12 16×104 r/min、超速14%稳定运转的良好效果.还对全动压气体轴承副的性能进行了研究,验证了全动压气体轴承高速透平转子失稳的主要因素是动压止推轴承承载力丧失而造成的止推轴承失稳,并对止推间隙的影响因素和变化规律进行了探讨.试验结果表明,在高速透平机械中采用国产全动压气体轴承是完全可行的.     

超导可倾瓦磁液复合轴承的动力学特性分析

针对我国新一代液体火箭涡轮泵高速、可重复使用的功能需求与现役滚动轴承直径与转速的乘积(DN值)难以提高之间的矛盾,提出了一种新型超导可倾瓦磁液复合轴承,能够实现磁液优势互补、启停磨损性能和高速振动稳定性综合较优,从而成倍地提高涡轮泵转速并延长其使用寿命。通过涡轮泵系统自带的低温介质,实现了超导磁力与动压液膜力的复合;基于磁通冻结镜像模型和雷诺方程,建立了考虑超导体场冷高度和低黏介质流态的磁液复合分析模型;对于磁场与流场之间的热效应、瓦摆效应和介磁效应的耦合关系,提出了解耦的分析方法;研究了不同设计参数对复合轴承轴心轨迹和动态最小膜厚的影响,揭示了复合轴承的非线性动力学规律。研究结果表明:最佳支点系数在62%～66%之间,可以显著改善轴承的服役性能;在0.04%～0.05%之间存在一个会使最小膜厚出现极小值的间隙比;增大长径比对轴承性能的改善最为明显,增大瓦包角对轴承性能的改善效果微弱;载荷作用在瓦块之间时,复合轴承具有更好的动态承载能力。可为抑制轴颈振动和提高复合轴承承载能力提供一些设计指导,对设计高可靠性火箭涡轮泵的轴系结构也具有一定的参考价值。     

具有非线性油膜力的滑动轴承转子系统振动特性研究

本文为研究非线性油膜力和轴承外弹性阻尼对流体动压滑动轴承转子系统的振动特性的影响,按单圆盘挠性转子模型,建立了非线性运动方程式,并据此发展了一个RKP 程序.这个程序能够处理各向同性和不同性轴承外弹性阻尼的影响,又能处理可能施加于轴承上的多种外界干扰,并能适应从圆柱轴承到特殊孔形固定瓦轴承非线性油膜力的需要.文中介绍了利用这个程序计算已经得到的结果.结果显示有可能利用外弹性阻尼支承结构抑制系统振动,使系统能在通常意义下的“线性失稳”界限以上的转速下工作.     

风荷载作用下弹性垫片对双层U形玻璃受力性能的影响

根据现有实际工程,建立了翼在接缝处成对排列的双层U形玻璃风荷载作用下有限元模型。通过改变内外片玻璃之间的弹性垫片厚度,分析内外片玻璃受力性能的变化。考虑弹性垫片与玻璃之间的摩擦,探讨摩擦作用对双层U形玻璃的协调受力性能的影响。研究表明,弹性垫片厚度变化对内外片玻璃外荷载分配比例的影响很小,考虑弹性垫片与玻璃之间的摩擦作用时,外片玻璃挠度及最大应力比不考虑摩擦作用时要小,且随着荷载的增加,差值逐渐增大。     

双定子无轴承开关磁阻电机径向力解析模型

传统双绕组无轴承开关磁阻电机旋转转矩与悬浮力之间存在着复杂的耦合关系,而双定子无轴承开关磁阻电机结构上实现了转矩和悬浮力的独立控制,从而简化了控制的复杂性.基于双定子无磁阻电机的结构和运行原理,提出了一种考虑转子偏心影响的径向力分析方法,推导出了该电机的径向力解析模型.在建立内定子等效磁路的基础上,求取了由气隙磁导表示的悬浮绕组的自感和互感表达式,进一步分析出转子偏心位移、电机结构参数、悬浮绕组电流与转子径向受力之间的数学关系,与有限元分析结果比较验证了数学模型的正确性.该数学模型的重要贡献在于提供了转子偏心运行时径向力的解析计算方法,为双定子无轴承开关磁阻电机的稳定悬浮旋转控制提供了基础,同时为磁轴承和无轴承类电机转子偏心时的径向受力分析提供了参考.     

国产200MW机组轴承负荷分析

本文提出油膜非线性弹性支承上多跨转子连续梁系统支承负荷分配分析的通用迭代方法，应用这一方法分析了国产200MW汽轮发电机组轴承标高与轴承负荷之间的关系，讨论了标高变化原因及标高调整与稳定性的关系问题。     

离心力和热弹变形对大型水轮机推力轴承性能的影响

本文利用能量极小原理,采用三维分析方法,综合地考虑了瓦块力变形、热变形及油膜离心力等因素对大型水轮发电机组推力轴承性能的影响,采用等精度法处理并对轴承进行了性能计算.计算结果表明,油膜离心力和瓦块热弹变形对轴承性能有较大影响.     

基于ANSYS轴承试验台转子轴承系统临界转速计算

基于ANSYS动力学模块对轴系高速旋转机构进行了模态分析,得到了模态频率随自转速度变化的坎贝尔图,进而获得了临界转速,并分析了不同类型联轴器对转子-轴承系统的临界转速和各阶模态的影响。结果分析表明:处于刚性联轴器下的转子-轴承系统一阶临界转速高于弹性联轴器系统,影响幅度为6%;不同类型联轴器对转子-轴承系统的高阶特征频率影响较大;刚性联轴器对转子-轴承系统的各阶正反进动模态的影响是线性的,而弹性联轴器的影响是非线性的;弹性联轴器一定程度上降低了由于转子弯曲振动而造成油膜轴承损坏的可能性。     

基于CFD的水润滑斜面推力轴承承载能力分析

基于计算流体动力学(CFD)理论,建立不同的水膜润滑模型并进行仿真计算,分析最小水膜厚度、瓦块倾斜角度、瓦斜面升高比及转速对某斜面推力轴承的承载能力的影响规律,为水润滑斜面推力轴承的设计提供理论依据.结果表明:最小水膜厚度和转速是影响轴承承载能力的重要因素;当最小水膜厚度和转速一定时,存在最优的瓦块倾斜角度或瓦斜面升高比使轴承承载能力最大,最优瓦斜面升高比为0.656,最优瓦块倾斜角度可以通过最小水膜厚度与最优瓦斜面升高比计算得到.     

新型箔片动压止推气体轴承承载特性的试验研究

根据箔片轴承的结构特点,首次提出了一种具有鼓泡弹性支承的箔片轴承新结构,并在止推轴承试验台上对新型鼓泡弹性支承止推气体轴承开展了试验研究,对该轴承的稳定性及承载能力进行了初步测试和分析.与通常具有弹性支承的波箔箔片轴承结构相比较,该新型箔片止推轴承具有结构简单、加工方便的特点.基于弹性力学的考虑,通过改变半球型鼓泡的高度、直径及鼓泡的排列分布等一系列的参数来适应载荷的需要.承载特性的试验研究显示,所开发的止推气体轴承可通过鼓泡自身弹性变形很好地调节刚度和阻尼,并具有较好的稳定性和承载能力.