基于CFD的水润滑静压推力轴承承载能力分析

基于计算流体动力学(CFD)理论,针对某水润滑静压推力轴承建立了不同的水膜模型,分析水膜厚度与轴承承载能力的关系,以及水腔厚度、进水孔直径、轴承转速对轴承承载能力的影响.结果表明:随水膜厚度的增加,静压推力轴承承载力显著减小;随水腔厚度或进水孔直径的增加,轴承承载力先增大后基本不变;水腔厚度越大,使承载能力最大的进水孔直径越小;随转速增大,轴承端泄增强,且承载能力明显下降.     

沟曲率半径系数对风电轴承承载能力的影响

采用有限元分析方法,建立了风电偏航轴承的三维有限元仿真模型;应用典型的联合载荷和边界条件,对各种不同沟曲率半径系数的轴承模型进行静力学接触分析,得出了轴承承载过程中的接触应力、应变的相互关系.结果表明,内圈沟曲率半径系数为0.52,外圈沟曲率半径系数为0.53时的轴承承载能力最高;同时发现,轴承加载后的原始接触角增大,内圈和外圈在圆周方向上的最大等效应力与公称接触点不重合,而且载荷不同,接触点位置也不相同.研究结果为风电轴承设计提供了参考依据.     

新型空气静压推力轴承承载能力的实验研究

用弹性薄板实现的可变均压槽与固定均压槽结合应用的新型空气静压推力轴承具有高刚度的优点,本文运用空气静压推力轴承性能测试试验台测试空气推力轴承的气膜间隙,气膜压力分布,承载能力。对新型气体静压推力轴承的承载能力进行了实验研究和分析,结论证明该新型气体静压推力轴承的计方案能够提高轴承的承载能力。     

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.     

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.     

油膜轴承倾斜承载对冷连轧机启动的影响

针对某CVC带钢冷连轧机启动阶段支持辊油膜轴承静压承载能力不足的问题,应用流体润滑理论,建立了轴承倾斜工作下静压承载能力的全润滑系计算模型,分析了轧机压下倾斜、油泵功率和节流器液阻对轴承静压承载性能的影响. 计算结果表明,压下倾斜过大会造成轴套与衬套的轴线出现倾斜,进而导致轴承的静压承载能力急剧下降,是造成轴承寿命缩短、连轧机启动频繁失败的根本原因. 在实际生产中,限定了轧机压下倾斜设定值上限,增大了润滑油黏度,从而有效提高了轴承的承载能力,机组启动成功率显著提高.     

Power MEMS气体动压径向轴承承载能力的分析

在微尺度条件下,为了实现超高能量密度的目标,Power MEMS通常要求其轴承转速达到106 r/min数量级以上,于是提出了微尺度超高转速气体动力润滑轴承的研究.论述了气体动力润滑轴承的微尺度结构特征,提出了Power MEMS气体动压径向轴承承载能力的验算方法,分析了微尺度条件下气体动压径向轴承结构参数对轴承承载能力的影响.     

紊流工况下椭圆轴承性能研究

本文主要介绍:(1)紊流工况下椭圆轴承的方程(雷诺、流量和阻力方程),计算框图以及计算中的几点考虑:紊流系数的选取;油膜破裂区阻力的考虑;紊流系数中的局部雷诺数R_h值;紊流流道中出现层流段的考虑等。(2)紊流工况和层流工况轴承性能差异分析。(3)紊流工况椭圆轴承的性能曲线和分析。(4)对某机组用椭圆轴承结构、参数的建议。     

织构滑移表面对滑块轴承摩擦学性能的影响

为了揭示表面织构对轴承摩擦学性能的影响以指导轴承微织构的优化设计,采用速度滑移边界表征表面织构宏、微观相互作用的综合效果,并将其施加到有微织构的轴承表面,研究了织构的分布位置、面积等宏观参数对滑块轴承摩擦阻力和承载能力的影响规律.分析结果表明:表面织构可以降低轴承的摩擦阻力,且织构面积越大减阻效果越显著;低速时减阻能力与织构分布位置无关,高速时织构越靠近出口减阻效果越好;表面织构的分布位置对轴承承载能力的影响显著且复杂,特别是无量纲织构区域的起始点和终止点的位置;轴承表面完全织构化将显著降低承载能力;表面织构位于进口时可以提高承载能力,位于出口时将会降低承载能力.上述结果说明合理的表面织构设计可以有效提高轴承的摩擦学性能.     

EC型圆柱滚子轴承设计

EC型圆柱滚子轴承是专门设计的能够承受轴向载荷的圆柱滚子轴承.通过对SKF、NSK、NTN和FAG等国外大公司对圆柱滚子轴承轴向承载能力计算公式的对比分析,认为SKF公司给出的公式较为实用.对如何提高圆柱滚子轴承的轴向承载能力进行了理论分析并给出了具体的设计方法和计算公式.     

具有部分周向油槽的动载轴承中的压力分布

现今普遍采用的各种轴承计算方法中,绝大多数都未考虑部分周向油槽的存在.为了使动载轴承计算从定性向定量方面前进一步,本文在考虑部分周向油槽具体结构的前提下,用数值计算方法求出了按任何要求精度逼近于动载轴承中压力分布精确值的解,并拟订了相应的通用计算程序.此外,还对不同的油槽尺寸下的情况进行了分析比较.计算表明,不考虑油槽时承载能力可能是考虑油槽时承载能力的几倍甚至更多,油膜反力的方向二者则可能相差几十度甚至更大.这充分说明了在动载轴承计算中考虑部分周向油槽的重大影响.     

静压式空气轴承的一种近似计算法

本文用轴承相当的方法推导出静压式空气轴承的一种近似计算法。文中选择圆盘止推轴承作为转化用的标准轴承,并依次求得了任意形状的轴承与圆盘止推轴承间承载能力及稳定性相当的条件。这些结果也可用来计算静压式径向空气轴承。方法简单易行,可用在设计工作中。     

抗力分项系数的概率极限状态设计法

针对现行规范规定的承载能力极限状态下设计表达式中存在的缺陷,基于概率极限状态设计法建立承载能力极限状态下仅有简单荷载组合作用时求解抗力分项系数的公式.在确定抗力分项系数时通过设定不同的参数数值(荷载效应组合、荷载效应比、抗力变异系数、结构破坏类型、安全等级等)及可靠度分析,对结构的承载能力极限状态进行研究,求出与结构可靠指标一一对应的抗力分项系数.     

外径密封式螺旋槽推力轴承

本文提出一种外径密封的螺旋槽推力轴承新结构,并利用螺旋槽近似理论对该轴承进行了分析计算。文中给出了承载能力和刚度公式,同时通过实例论证了该轴承具有远大于普通螺旋槽推力轴承的承载能力和刚度。该种轴承结构为进一步提高空气动压推力轴承的工作性能开辟了新途径。     

环隙科特层流润滑理论

根据环隙科特流理论导出了滑动轴承偏心环隙的单位宽循环流量公式 .在以空气为介质的实验中 ,证实了Sommerfeld边界条件 ,即在最大间隙和最小间隙处的压强等于环境压强 .并分别对无限长轴承与有限长轴承建立了断面流量与坐标之间的关系 ,揭示出了这种偏心轴承可能产生的极限承载能力和最小承载能力 .并第一次提出了在最大压强、最小压强处的坐标和通过该断面的流量与相对偏心量有函数关系的观点 ,以及有限长轴承中界面上的压强分布与无限长轴承压强分布成比例 .     

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.     

加工误差对气体静压径向轴承的影响

建立了一种考虑影响气膜厚度误差、圆度和圆柱度误差的气膜厚度分布综合表达式,考虑加工误差对气体静压径向轴承的影响,进行了气体润滑有限元分析.分析表明:圆度和圆柱度误差对轴承的承载能力影响不大;气膜厚度误差为平均气膜厚度的5%时,承载能力变化约为10%.     

径向气体箔片轴承高速重载测试及实验台搭建

设计了一款带有气缸加载装置的高速重载径向气体箔片轴承实验台,并对一种三瓣式气体箔片轴承进行实验研究.测得该气体箔片轴承起飞转速和起飞转矩均随载荷增大而升高.分别在转速为30 000、40 000、50 000、60 000 r/min时采用温度监测法对该种气体箔片轴承进行承载能力测试,测得该气体箔片轴承在不同转速下的极限承载能力分别为380、535、700和810 N.实验期间,在70 000 r/min时对双波箔气体箔片轴承进行加载实验,并在51 000r/min时实现1 020 N加载,验证了高速重载气体箔片轴承实验台搭建成功.     

液体动静压轴承油腔结构对承载特性的影响

动静压轴承中油腔结构对轴承的承载能力有着一定的影响。本文在结构建模的基础上,基于FLUENT对液体动静压轴承压力场的分布进行了数值计算,分析了承载能力与油腔深度的关系。研究结果显示:浅油腔结构动静压轴承的承载能力比深油腔的承载力提高了17%,表明浅腔结构具有更好的承载性能。     

加强型圆锥滚子轴承保持架的三维有限元应力分析

本文给出了分析保持架强度的三维有限元模型,并对7815E轴承保持架做了分析计算,给出了保持架的可能破坏部位.基于分析计算结果,提出了优化结构进而增加轴承承载能力的可行途径.