表面织构对曲轴轴承润滑性能的影响

考虑凹槽与凹坑织构之间的协同润滑效应,在曲轴轴承表面设计了抛物线凹槽-球形凹坑复合织构,以改善轴承的润滑性能;为了分析抛物线凹槽-球形凹坑复合织构对曲轴轴承润滑性能的影响,基于平均Reynolds方程和Greenwood-Tripp微凸体接触方程构建了曲轴轴承的混合润滑模型,并采用质量守恒的边界条件处理油膜的破裂和再形成行为,分析了凹槽织构、凹坑织构与凹槽-凹坑复合织构的摩擦学性能,研究了凹槽-凹坑复合织构的分布位置和结构参数对轴承承载力和摩擦力的影响。分析结果表明:凹槽-凹坑复合织构具有高于凹槽织构的承载力和低于凹坑织构的摩擦力;存在最优的凹槽宽度为1.3mm,凹槽面积率为0.7,凹槽最大深度为25μm,凹坑数量为6,凹坑面积率为0.7,凹坑最大深度为20μm,使得轴承量纲为1的承载力最大;存在最优的凹槽宽度为2.6mm,凹槽面积率为0.7,凹槽最大深度为30μm,凹坑数量为15,凹坑面积率为0.7,凹坑最大深度为35μm,使得轴承量纲为1的摩擦力最小;当凹槽-凹坑复合织构的分布位置、结构参数取最优值时,相对于无织构轴承而言,轴承的承载力提高了4.1%,摩擦力减小了19.6%。     

曲轴动压滑动轴承非线性油膜力解析方法

基于分离变量法、Sturm-Liouville理论与下游Reynolds边界条件, 提出了一种求解曲轴动压滑动轴承非线性油膜力的解析方法; 将轴承不可压缩流体动压润滑Reynolds方程的压力分布表示为特解加通解的形式; 运用分离变量法, 将油膜压力分布的特解和通解分别表示为周向分离函数和轴向分离函数相加和相乘的形式; 为了便于求解, 对油膜压力特解的周向分离函数进行Sommerfeld变换, 通过连续性条件确定油膜的终止位置角; 由于油膜压力通解的周向分离函数没有直接解的形式, 通过油膜厚度的逼近函数将油膜压力通解的周向分离函数转化为Sturm-Liouville型方程, 根据边界条件求得本征值和本征函数系, 通过三角函数的无穷级数展开表示油膜压力通解的周向分离函数; 采用含本征值的双曲正切函数表示油膜压力通解的轴向分离函数; 在润滑油膜的完备区域, 对油膜压力分布的解析表达式进行积分, 求得曲轴轴承的非线性油膜力。分析结果表明: 采用解析方法计算的非线性油膜力与有限差分法的计算结果吻合较好, 偏心率较小时非线性油膜力仅相差约5%;当轴承偏心率由0.2增大到0.6时, 油膜终止位置角的最大值减小了13.5%;当量纲为1的速度扰动由0增大到0.03时, 油膜终止位置角变化了3.3%;当本征值的个数不小于20时, 量纲为1的径向、切向通解油膜力的变化较小, 取值分别保持在-2.8、4.6附近。由此可见: 采用解析方法能够准确求解曲轴动压滑动轴承的非线性油膜力; 轴承偏心率对油膜破裂的影响较大, 且偏心率较大时油膜易破裂; 相对于轴承偏心率而言, 速度扰动对油膜破裂的影响较小; 当本征值的个数不小于20时, 油膜压力通解的计算精度较高, 能够满足工程需要。      

非支配排序遗传算法的动压轴承形状多目标优化

为了克服以偏心率为初始参数的轴承优化模型优化结果局限于原始形状的缺点,提出用傅里叶级数表示通用膜厚方程,建立了多目标形状优化设计数学模型.应用基于非支配排序遗传算法,以最小功耗和最小侧漏流速为目标、最小油膜厚度和最小承载力为限制条件,以通用膜厚方程系数为设计变量,进行了轴承形状的多目标优化设计,并用Matlab偏微分方程工具箱求解基于通用膜厚的控制方程.实例分析结果表明:基于通用膜厚方程的多目标优化后的轴承形状不受固有型线的限制;在保证最大承载力的基础上,优化后的非圆轴承与仅以最大承载力为单目标优化的结果相比,最小功耗下降了80.8%,最小侧漏流速比优化前下降了3个数量级,并得出了Pareto最优解集.     

船舶轴系尾轴承动态润滑计算

船舶轴系的尾轴承是圆筒形径向滑动轴承，中小型船舶多采用油润滑的方式．由于船舶动力的非稳定性、船体的振动、尾轴密封装置的密封作用及螺旋桨的不均匀伴流作用，导致尾轴振动，使得尾轴承润滑油膜涡动．文中给出了轴承的润滑方程、油膜扰动刚度和阻尼计算表达式，并进行了轴承的动态润滑特性参数计算。     

一种复合式滑动轴承的实验研究

介绍了一种复合式承载滑动轴承，它是在同心科特流实验中发现的。在径向滑动轴承承载区的的定子上安装一可径向位移的档板，它不仅可以滤除泰勒涡，而且它阻止了科特流的流动，增大了阻尼，产生了一个高压区，其合力可以用来平衡稳态的负荷。经实验验证它在不同载荷工况下，偏心率小于同尺寸、同类型的普通轴承。其他几个轴承的工作特性指标包括轴瓦的最高温度、最小油膜厚度、润滑油流量等相比都显得优越。     

船舶水润滑橡胶尾轴承摩擦性能试验研究

对船舶水润滑橡胶尾轴承在干摩擦状态、边界润滑状态和动压润滑状态下的摩擦机理进行了分析,并在SSB一100V型船舶尾轴试验机上用尾部加载方式代替简单的中间加载方式对12纵向流水槽平面型橡胶轴承进行摩擦性能试验,分析了尾轴转动线速度和边缘载荷对轴承摩擦因数的影响.结果表明:橡胶尾轴承的摩擦因数随着尾轴线速度的增加而减小,随着边缘载荷的增加先增大后变小.     

基于ADAMS/ENGINE的16V280柴油机主轴承轴心轨迹计算

滑动轴承是柴油机的重要组成部件之一,其工作性能决定着柴油机工作的可靠性及耐久性.柴油机主轴承采用滑动轴承,通过柴油机主轴承轴心轨迹计算,可以判断主轴承的工作情况,为主轴承的设计提供参考.本文采用ADAMS/Engine模块,采用多体动力学的方法建立柴油机整体动力学模型,并建立流体动力润滑轴承的边界条件,并考虑了滑动轴承的刚性液压;计算轴心轨迹时考虑了油膜粘度与温度的关系以及温度与转速之间的关系.计算分析后,得到了不同转速下,不同轴承间隙,以及油孔供油或油槽供油条件下的轴心轨迹,以此来为滑动轴承设计提供数据支持.     

新型转子结构的三自由度混合磁轴承损耗分析

为减少六极径向-轴向混合磁轴承（radial-axial hybrid magnetic bearing，RAHBM）高速下转子产生的损耗，提出了一种部分叠片的转子结构. 首先，用等效磁路法推导了六极RAHMB的悬浮力数学模型，依据该模型设计磁轴承结构参数，对不同转子叠片深度下的铁损和悬浮力进行仿真分析，选择叠片深度最优值；然后，在有限元仿真软件中设定转子转速为50000 r/min，向六极RAHMB分别施加径向和轴向最大控制电流，分析磁轴承产生最大承载力情况下实心转子与部分叠片转子的损耗；最后，对部分叠片转子在正弦扰动电流下的涡流损耗和磁滞损耗进行计算和仿真. 研究结果表明:在产生最大承载力条件下，部分叠片转子结构能够将损耗降低69.7%，虽然轴向承载力减小了14.7%，但仍能够满足设计要求；部分叠片转子可将正弦扰动电流下铁损降低55.4%.      

筑路机械发动机润滑系统故障分析与诊断

润滑系统直接影响筑路机械发动机的性能,该系统功能就是把洁净的润滑油输送到发动机全部机械部件,如活塞、活塞环、气缸套,活塞销与销座和连杆两端衬套,各轴与轴承、正时齿轮等的摩擦表面之间形成油膜,实现液体摩擦,     

滑动轴承薄膜润滑层基本方程研究

描述薄膜润滑层流体基本运动的雷诺微分方程,推导方法的不同,则导出的方程表述形式亦不同,由此给雷诺方程的正确运用造成困扰.基于此,从流体运动的N-S微分方程式出发,通过简化推导和无量纲处理,最终获得薄膜润滑层的基本方程,并为轴承非线性油膜力的数值解打下基础.     

冲击载荷下船舶轴系转速与回旋振动间影响研究

传动稳定性是船舶推进轴系工作的重要性能之一,但是当冲击载荷作用在轴系上时必将激起轴系的振动响应.由于船舶推进轴系支承在滑动轴承上,当其回转速度不同时轴承油膜支承力发生变化,改变了轴系的支承状态,从而在冲击载荷的作用下轴系的振动响应随转速的改变也不同,文中用理论计算和试验方法研究了冲击载荷作用下船舶推进轴系回转速度与轴系回旋振动特性之间的关系,得到在轴承自激振动区域冲击作用激起轴的振动作用最强烈,破坏性最大.     

用润滑理论进行活塞裙部型线设计计算

用有限元法求解雷诺方程,计算出活塞裙部和气缸壁面之间的油膜的动载分布压力和液体润滑状态下作用在活塞裙部表面上的摩擦部表面上的摩擦力来评价裙部型线优劣。     

动静压轴承的计算分析与优化设计及应用实例

本文对球磨机动静压滑动轴承的压力分布进行有限元计算方法及结构参数进行了分析研究。结果表明 ,动静压滑动轴承能综合利用静压和动压轴承的优点。并且对磨机动静压主轴承的设计参数通过复合形法进行优化设计 ,编制了在满足等式和不等式约束条件下以单位承载力下的功率损耗最小为目标函数的通用 Visual Basic程序 ,以提供最佳设计数据 ,并对优化前后的数据进行比较、分析。结果表明 ,这是一种有效的方法。     

摆动活齿传动弹流润滑下的摩擦功耗

为了准确获得弹流润滑下摆动活齿传动的摩擦功率损失,根据摆动活齿传动的啮合原理,探讨了弹流润滑状态下,活齿与内齿圈之间滑动摩擦因数的计算方法,分析了传动过程中滑动摩擦因数的时变规律.在对活齿与内齿圈间的接触正压力和相对速度进行计算的基础上,建立了弹流润滑下,摆动活齿传动在一个啮合周期内不同啮合点处的瞬时滑动摩擦功率损失的计算模型.应用最小二乘法拟合了啮合周期内的瞬时滑动摩擦功率损失函数,通过对其进行积分运算导出了平均滑动摩擦功率损失的计算公式.实例计算表明:本文提出的摆动活齿传动啮合过程摩擦功耗的计算模型是可行的,当活齿与内齿圈在齿廓曲线拐点处啮合时,瞬时滑动摩擦功率损失最大,其值为118.4 W.      

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以产生的极限承载能力和最小承载能力。北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。     

径向载荷对预负荷滚子轴承径向承载性能的影响

根据接触力学理论,用有限元法对预负荷实心和预负荷空心圆柱滚子轴承的径向刚度、滚子最大接触应力和轴承最大径向载荷进行了研究,分析了径向载荷对轴承的径向刚度、滚子最大接触应力的影响,结果表明,径向载荷不仅对最大接触应力有影响,而且对轴承径向刚度的也有显著影响;预负荷滚子轴承设计时一定要考虑载荷对轴承的径向刚度、滚子最大接触...     

圆坑织构高速列车气固界面的摩擦噪声分析

以Prandtl边界层理论和摩擦噪声理论为基础,建立了高速列车车厢气固界面的噪声模型,分析了边界层内部的压力场、速度场和噪声分布情况。仿生猎隼表面织构,以表面织构产生微小的涡流场减小空气摩擦阻力,并设计了车厢表面的圆坑织构,分析了圆坑织构参数对摩擦噪声分布的影响。分析结果表明:优化织构的深径比、面积比与织构的拓扑结构可取得显著的降噪效果,与光滑界面相比,优化深径比的织构的摩擦噪声的最大降幅达到11dB,其他织构在一定高度能降低4～5dB。     

动静压轴承的计算分析与优化设计与应用实例

本文对球磨机动静压滑动轴承的压力分布进行有限元计算方法及结构参数进行了分析研究。结果表明，动静压滑动轴承能综合利用静压和动压轴承的优点。并且对磨机动静压主轴承的设计参数通过复合形法进行优化设计，编制了满足等式和不等式约束条件下以单位承载力下的功率损耗最小为目标函数的通用Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ程序，以提供最佳设计数据，并对优化前后的数据进行比较、分析，结果表明，这是一种有效的方法。     

径向载荷对预负荷滚子轴承径向承载性能的影响

根据接触力学理论,用有限元法对预负荷实心和预负荷空心圆柱滚子轴承的径向刚度、滚子最大接触应力和轴承最大径向载荷进行了研究,分析了径向载荷对轴承的径向刚度、滚子最大接触应力的影响,结果表明,径向载荷不仅对最大接触应力有影响,而且对轴承径向刚度的也有显著影响;预负荷滚子轴承设计时一定要考虑载荷对轴承的径向刚度、滚子最大接触应力的影响为预负荷圆柱滚子轴承的设计与应用提供参考.     

悬索桥CFRP主缆与鞍座间摩擦学性能试验研究

为探讨悬索桥CFRP(碳纤维增强塑料)主缆在鞍座处的摩擦学性能,对CFRP主缆与鞍座的接触几何关系、摩擦接触特征进行了理论分析;基于摩擦因数的相关计算公式,对各影响因素进行了参数分析,据此设计不同参数进行了静力试验.理论分析与试验结果表明:CFRP主缆与鞍座间的摩擦因数对鞍槽表面粗糙度、CFRP丝种类较敏感,受平均径向接触压力的影响较小;热挤成型的微压纹CFRP主缆与鞍座间的摩擦因数受磨屑膜的影响较小,摩擦学性能较优,冷拉成型的光圆CFRP主缆与鞍座间的摩擦因数随磨屑膜的出现而降低;微压纹、光圆CFRP主缆与鞍座间的摩擦因数分别约为0.5和0.3,抗滑移性能满足设计规范要求.