表面微织构对船用滑动式中间轴承润滑性能影响研究

中间轴承是船舶推进系统重要部件,其润滑特性直接影响轴系工作状态。表面织构技术通过改变摩擦表面微结构,有利于润滑油膜形成,提高润滑油膜承载能力,改善轴承润滑性能,降低摩擦损失。本文建立考虑表面微织构的某船用滑动式中间轴承流体润滑数值模型,分析织构深度、特征长度、布置位置及面积率对中间轴承润滑性能的影响。研究表明,微织构结构参数对中间轴承润滑性能影响较大。本文研究结果对进一步提高滑动式中间轴承润滑性能,减少摩擦损失具有重要参考意义。     

不同磨损状态下船用滑动式中间轴承润滑性能研究

中间轴承是船舶推进系统的重要支撑部件,长时间工作后轴瓦会发生不同程度的磨损,进而对其工作性能产生一定的影响。本文以某型舰用滑动式中间轴承为研究对象,建立中间轴承流体润滑数值模型,在模型中考虑了表面粗糙度等影响因素。对比分析了不同磨损状态对中间轴承润滑性能的影响。研究结果表明,随着轴瓦磨损量增大,最小油膜厚度将急剧减小,这对中间轴承润滑性能非常不利。为保证中间轴承正常工作,当轴瓦发生一定程度磨损后需及时更换。本文研究工作为后续滑动式中间轴承结构改进、性能优化及使用维护提供了重要的参考依据。     

冲击载荷作用下中间轴承流体润滑性能研究

为准确了解冲击载荷作用下中间轴承润滑性能,以流体润滑理论为基础,建立冲击载荷作用下中间轴承流体润滑数值分析模型,考虑表面公差参数影响因素,采用有限差分法求解Reynolds方程,获得冲击载荷作用下的中间轴承油膜厚度、轴心轨迹等参数,对比分析得到冲击载荷作用下中间轴承润滑性能的影响。     

船用滑动轴承冷却性能数值仿真与实验研究

滑动轴承是船舶推进系统的重要组成部件,开展滑动轴承工作性能研究对保证船舶正常运行具有非常重要的意义。本文以某型滑动轴承为研究对象,分别建立滑动轴承冷却盘管流动与换热数值模型以及轴瓦流体润滑数值模型。基于UDF技术将流体润滑模型所得到的轴承摩擦热作为边界条件施加在盘管换热器传热模型中,建立滑动轴承冷却盘管流体传热与滑动轴承轴瓦流体润滑耦合数值模型。基于该耦合模型,对标定转速工况下盘管式换热器换热性能进行分析,并与实验数据进行对比。研究结果表明,所建立的滑动轴承流体换热与流体润滑耦合模型具有较好的计算精度,该盘管式换热系统满足设计要求。     

纳米流体对径向滑动轴承冷却性能强化数值研究

径向滑动式中间轴承是船舶推进轴系主要支撑部件,其润滑性能将直接影响到整个推进系统的可靠性和传动效率,而润滑性能主要受滑油温度的影响。因此,开展中间轴承冷却性能强化研究对保障船舶推进轴系正常工作具有非常重要的意义。本文建立了中间轴承流固耦合传热数值模型,获得了最高转速工况下中间轴承主要部件及油池内滑油的温度场分布。通过与实验数据对比,验证了所建数值模型的精确性。在此基础上,基于Cu-润滑油纳米流体物性参数模型,分析了不同体积分数Cu-润滑油纳米流体对中间轴承冷却性能的影响。研究结果表明,随着纳米颗粒体积分数的增加,油池内壁面及冷却盘管外表面平均对流换热系数均显著增大,有效地增强了滑油的换热能力,中间轴承冷却性能得到了强化。     

多体动力学在船舶推进轴系轴承润滑中的应用

船舶轴系是船舶动力系统的重要组成部分,由于轴系上的轴承承载着很大的载荷和应力,再加上工作环境比较恶劣,船舶轴系上的轴承会出现润滑质量差等问题,导致轴系的变形和破坏,因此,有必要对船舶推进轴系的轴承润滑问题进行研究。本文结合多体动力学和流体润滑基本原理,结合有限元分析技术和摩擦试验机等设备,从理论和实践上对船舶轴系的轴承润滑特性进行系统的研究,有助于改善船舶轴系的轴承润滑特性,提高使用寿命。     

船舶尾轴承倾斜加工对其润滑特性的影响研究

摩擦是船舶尾轴承在工作过程当中不可避免的。最显著的有干摩擦、半干摩擦、边界润滑和完全流体润滑。启动时,一般为干摩擦,通常采用有限元分析法。由于高速重载及较高水膜压力的原因,稳定运转时的弹性变形不容小觑。本文将在流体连续性方程及三维坐标系的基础上,建立轴承开槽、尾轴倾斜和弹流润滑轴承水膜厚度等的数学模型。     

大型船舶艉管轴承结构参数优化设计

推进轴系在船舶动力装置中起着重要的作用,船舶艉管轴承在船舶非正常运行过程中,往往出现高温报警。基于径向滑动轴承的水动力润滑机理,建立了某大型船舶艉管轴承油膜润滑的数学模型,采用超松弛迭代法计算流体动力润滑二维Reynolds方程,分析了船舶艉管轴承间隙比和沟漕位置对轴承承载力的影响。通过对艉管轴承的优化设计,改变了艉管轴承的沟槽位置及轴承间隙,提高了轴承的承载力,该船在再次试航和实际营运中艉管轴承未再出现高温报警。     

水润滑橡胶轴承结构设计

影响水润滑橡胶轴承摩擦性能的因素,除了橡胶材料本身以外,还有轴瓦承载面形状、轴瓦橡胶层厚度以及轴瓦布置形式等结构因素,其对水润滑橡胶轴承能否在较低转速下建立“流体动压润滑”有重要影响.试验表明,采用平面轴瓦、适当降轴瓦橡胶层厚度及将轴承底部布置为流水槽的轴瓦布置形式能显著降低轴承在运行过程中的摩擦系数.     

动载径向滑动轴承流体润滑性能分析

径向滑动轴承流体润滑性能的好坏对减少轴承磨损、降低振动与噪声、延长轴承使用寿命具有非常重要意义。文中以流体润滑理论为基础,建立径向滑动轴承三维流体动压润滑数值分析模型。在该模型中计入表面形貌参数、润滑油变粘度效应等影响因素。采用有限差分法求解Reynolds方程,获得了油膜厚度、油膜压力分布及轴心轨迹等润滑性能参数。分析了轴承结构参数与运行参数对轴承润滑性能的影响,为径向滑动轴承的结构设计提供了参考依据。     

船用水润滑艉轴承的润滑承载特性

船用水润滑艉轴承由于其节能环保、结构简单和维护便利等优点一直作为船舶推进系统的研究热点。本文主要总结了船用水润滑艉轴承润滑承载特性方面的内容，轴承的润滑承载性能主要通过偏心率、最小水膜厚度、水膜压强和摩擦系数等参数描述。分别说明了工况参数、结构参数、材料参数对轴承承载润滑特性参数的影响，分析了上述三个方面的参数对轴承承载润滑参数的影响规律。其中，工况参数包括负载、速度、温度等，结构参数包括间隙、长径比、轴承直径、导水槽结构等方面，材料参数主要为材料的弹性模量和泊松比等。本文可以对船舶水润滑艉轴承的研究工作提供参考。     

三峡升船机平衡重框架干油集中润滑系统设计

针对三峡升船机平衡重框架润滑难度大、安全风险高、作业时间长的问题,根据三峡升船机平衡重框架的结构形式、运行特点以及润滑点的分布,设计一种便携式单线递进干油集中润滑系统。分析平衡重框架润滑点的摩擦类型、运行参数,确定合适的润滑剂,计算各润滑点的需油量、管路压力损失,确定管路的规格、路径、系统工作压力,以选择合适的分配器和润滑脂泵。结果表明,改造后的平衡重框架干油集中润滑系统操作简单、作业方便,同时降低了施工劳动强度和油脂损耗。     

润滑耦合下冲击引起的轴系弯扭振动特性分析

船舶推进轴系的弯扭振动与支承轴承的润滑油膜相互耦合,互相影响。文中给出了轴承的润滑方程及润滑与弯扭振动耦合的运动方程,通过数值计算,研究了润滑油粘度对轴系振动的影响。从计算的结果可知:在冲击载荷的作用下,弯扭振动响应随粘度增大而减弱,振幅衰减加快,冲击作用对轴系振动干扰时间缩短。同时,润滑粘度愈低,弯扭耦合性愈强,振幅改变愈大,互激励愈明显,而在高粘度条件下,轴系的弯扭耦合性减弱,扭转振动受冲击载荷的影响不明显,而弯曲振动受冲击载荷的影响明显存在。     

水润滑轴承弹流动压润滑和摩擦特性数值计算分析

利用多重网格方法对水润滑径向轴承的弹性流体动力润滑性能,特别是摩擦性能进行分析,利用MATLAB软件编程求解,得到了水润滑径向轴承在稳态下的压力分布、液膜厚度和摩擦因数大小及变化趋势:在相同载荷下,随着转速的升高,局部最大压力减小,液膜厚度变大,摩擦因数减小,在相同转速下,随着载荷的升高,局部最大压力变大,液膜厚度减小,摩擦因数减小。     

考虑轴颈倾斜的径向滑动轴承动态特性研究

由于螺旋桨的悬臂作用,船舶尾轴径向滑动轴承工作时轴颈在轴承孔中往往处于倾斜状态,这样尾轴承特别是后尾轴承会造成严重的磨损,因此有必要分析轴颈倾斜对径向滑动轴承润滑性能的影响,找出压力分布规律,为船舶推进轴系实现合理校中提供一定的理论依据。文中给出了考虑轴颈倾斜的油膜厚度计算公式,通过对Reynolds方程进行求解,结果表明,随着倾斜角的增大,最大油膜压力逐渐向尾部倾斜,油膜压力分布出现尖角状态,油膜合力也逐渐增大。     

船舶艉轴承动态工况润滑特性分析

将平均流量Reynolds方程与G-T接触理论相结合,建立了船舶在动态工况下综合考虑轴系艉轴承的载荷、转速变化及表面粗糙度影响的混合润滑与接触问题的数学模型.通过编写相应的数值求解程序,分析了启动和变工况运行两个动态过程对艉轴承的润滑油膜压力、油膜厚度及表面粗糙峰承载量等润滑参数的影响.该方法能够准确而快捷地对各种船舶艉轴承的润滑性能做出预测和评估,从而对艉轴承的设计与失效分析提供一种有效的途径.     

Performance decay of stern bearing based on lubrication numerical model and state parameters北大核心CSCD

[目的]为了实现对船舶艉轴承润滑状态的监测和评估,提出一种结合润滑性能衰变模型和支持向量机(SVM)算法的艉轴承润滑性能评估方法。[方法]针对船舶艉轴承润滑状态难以监测和识别的问题,建立轴承润滑衰变数值模型,并运用实验数据对该模型进行验证,研究载荷、粗糙度和半径间隙对润滑状态衰变机理的影响。基于SVM算法,构建润滑状态分类器,通过网格搜索算法优化超参数,利用不同润滑状态的数据集进行训练,最后实现对艉轴承润滑状态的评估。[结果]结果显示,随着外部载荷、粗糙度和半径间隙的增大,轴承润滑状态恶化的临界速度增大,动压润滑工作范围减小,混合润滑工作范围增大;由仿真数据集对润滑状态识别模型的验证表明,所提的润滑状态识别方法准确率达96.88%。[结论]所提方法能监测轴承的润滑性能特征,有效识别轴承的润滑状态。     

舰船水润滑尾轴承降噪关键技术分析

水润滑形式的尾轴承广泛运用于舰船推进轴系,其摩擦、润滑与振动等特性对舰船声隐身性能有较大影响,国外海军强国对这一问题进行了系统深入的研究,研制了先进的水润滑尾轴承产品,很好地解决了舰船轴系的摩擦诱导振动噪声问题。本文综述国外舰船水润滑尾轴承发展历程与现状,对水润滑尾轴承发展过程中产生的关键性降噪技术进行系统分析,对国内舰船水润滑尾轴承的发展方向提出建议。