供水特性对水润滑橡胶轴承衬套的影响

以船用水润滑橡胶轴承为研究对象,采用热-流-固耦合模型,研究水膜对水润滑橡胶轴承橡胶衬套的热传递及受力变形的影响,并通过控制变量法,探究供水特性对其温升和受力变形的影响。结果显示:水膜和橡胶的温度呈现出一种偏移的梯度变化;橡胶的受力变形呈现出带弧状的梯度分布;供水速度对橡胶温升和受力变形的影响显著,供水温度和密度对其受力变形的影响程度也不容忽略。     

基于流固耦合的水润滑轴承板条结构优化研究

为研究水润滑轴承板条结构对其润滑性能的影响规律,利用有限元软件ADINA建立2D轴承底部中心板条的流固耦合模型,得到水膜压力分布,板条的综合位移和垂向位移分布,分析凹面型、平面型和凸面型板条以及橡胶厚度对水膜压力分布和板面变形的影响规律.研究表明:平面型和凹面型板条能够促进轴承形成流体动压润滑,凸面型板条减少水膜的承压区,不利于形成流体动压润滑;增加橡胶厚度,会降低水膜压力分布,增大橡胶的变形,从而降低了轴承的承载能力.     

水润滑橡胶轴承支承转子系统动力学特性研究

文章研究了水润滑橡胶轴承的动态特性及其在橡胶轴承支承下转子系统的动力学行为。首先,考虑了动压润滑和橡胶体的弹性变形等因素后,建立了水润滑橡胶轴承的水弹性动力润滑数学模型,根据载荷增量法与差分法,分析了轴承的刚度和阻尼。然后,选择集总参数法离散化转子系统,根据分析力学方法推导了水润滑橡胶轴承耦合转子系统的运动微分方程。最后,通过广义逆迭代法,研究了水润滑橡胶轴承支承的转子系统的动力学特性和稳定性,得到了转子-轴承系统的坎贝尔曲线,临界转速与振型以及失稳转速等。结果表明偏心率、间隙比、转速及长径比对轴承的动态特性的影响比较显著;轴承的水弹性润滑特性对系统的临界转速影响较大,橡胶轴承的弹性对系统的稳定性影响次之。     

间隙对水润滑轴承冷却性能影响研究

采用ICEM和Fluent软件,通过计算得到不同水膜间隙的水润滑轴承水膜CFD模型,探讨其对水润滑冷却性能的影响。研究发现,在相同结构的轴承中,轴承间隙越大,轴承最小水膜厚度越小,水膜压力越大,水膜最高温度越大。在进行水润滑轴承结构时,要充分注意到轴承的空隙,避免出现温度升高的情况。     

基于ADINA的水润滑轴承结构改进研究

应用有限元软件ADINA分别建立了传统水润滑橡胶轴承及其改进结构的CFD和FSI模型,分析比较水流轴向流速、轴的周向转速等参数对轴瓦变形和水膜压力分布的影响规律。计算结果表明：本文提出的轴承改进结构承载力较传统的水润滑轴承提高20%。具有较好的工程应用前景。     

水润滑艉轴承水膜厚度与压力数值计算分析

考虑到进行艉轴承水膜厚度与压力计算时须考虑内衬材料的弹性变形,以提高艉轴承弹性流体动压计算精度,应用有限元法方法求得艉轴承内衬的弹性变形,结合雷诺方程求得计入弹性变形后的艉轴承水膜厚度与压力分布,并与流体动压润滑进行对比。结果表明,水润滑艉轴承弹流润滑计算得到的水膜压力减小,水膜厚度增大;艉轴是否倾斜对弹流动压润滑计算结果有明显影响。在相同工况下,随着艉轴倾斜率的增大,弹流润滑最大水膜压力上升,最小水膜厚度减小。     

艉轴倾角对水润滑艉轴承冷却性能的影响

应用Fluent有限元软件,建立计入轴线倾斜的水润滑艉轴承水膜CFD模型,研究艉轴倾角、冷却水流速、轴承间隙和艉轴转速对水润滑轴承冷却性能的影响规律,为水润滑轴承结构优化设计提供参考。结果表明,将冷却水流速、轴承间隙和艉轴转速控制在一定范围内可以有效地降低轴承温度;艉轴倾角增大会导致严重的轴承边缘效应、局部水膜变薄、轴承温度急剧升高、工作环境恶化。     

基于FSI的尾轴倾角对水润滑轴承润滑特性的影响

应用流固耦合方法,在考虑水润滑尾轴承内部结构和内部流场相互作用的情况下,研究尾轴倾角对轴承水润滑特性的影响,探讨轴承、尾轴与水膜间的流固耦合问题。应用ADINA有限元软件,建立尾轴承流固耦合模型,求解尾轴承水膜压力分布,以及轴承的压力分布、径向变形和有效应力,分析尾轴倾角对尾轴承润滑特性的影响规律。结果表明:当计入尾轴倾角时,尾轴承最大水膜压力出现在轴承尾端,倾角越大,最大水膜压力也越大,且随着尾轴倾角的增大,水膜压力以及轴承的压力、径向变形和有效应力也逐渐增大。     

船舶水润滑轴承振动状态的光纤传感监测及信号分解

为分析船舶运行过程中水润滑轴承的振动状态,对光纤光栅传感器进行封装保护,将其植入轴承橡胶轴瓦中,监测轴承的受力振动信号,并对其进行小波包分解.研究结果表明,光纤光栅传感器能适应水润滑轴承所处的恶劣工况,监测轴承的振动状态信号;采用小波包技术能快速地对轴承的低频回旋振动信号和高频摩擦振动信号进行分离.研究成果可应用于水润滑轴承的智能化设计和船舶的健康监测中.     

水润滑橡胶轴承结构形式对接触状况影响研究

应用有限元软件ANSYS分别对3种板条结构形式的水润滑橡胶轴承进行静态接触仿真分析,研究板条接触变形后形成的楔角、水囊以及接触压力对润滑性能的影响规律。结果表明:在相同载荷下,凸面型轴承垂向位移最大,平面型次之,凹面型最小;平面型橡胶轴承比凹面型橡胶轴承具有更好的润滑性能,更适合实际应用。     

一种基于机器视觉技术的水润滑橡胶艉轴承振动测量方法

采用机器视觉技术,对水润滑橡胶艉轴承的振动进行测量分析,结果表明,0.28 MPa比压下,水润滑橡胶艉轴承振动幅值的变化范围为水润滑0.25~0.81 mm,半干摩擦约0.27~0.68 mm;干摩擦0.92~2.57 mm,且振动频率皆在2 k Hz之内。该方法可记录分析水润滑橡胶艉轴承的真实运动状态、弹性变形以及振动等随时间、转速和润滑条件变化的规律。     

基于数值计算的水润滑赛龙轴承仿真研究

文章针对水润滑条件下,利用雷诺方程,对稳定状态下赛龙径向轴承的流体动压润滑与等温弹流润滑进行数值模拟,讨论偏心率、载荷和转速对水润滑膜压力和厚度的影响。结果表明:偏心率对润滑水膜的压力与厚度影响明显,随着偏心率的增大,轴承润滑水膜的压力峰值不断增大,润滑水膜厚度的呈现减小趋势。转速对赛龙轴承润滑水膜压力的影响不明显,但是转速对润滑水膜厚度的影响比较明显,随着转速升高,润滑水膜厚度增大;载荷对赛龙轴承润滑水膜压力和厚度影响显著,随着载荷增大,水膜最大压力减小,膜厚也逐渐减小。     

考虑轴颈倾斜和表面粗糙度的水润滑橡胶轴承弹流润滑分析

本文以水润滑橡胶轴承为研究对象,采用表面粗糙度测量仪对其表面粗糙度进行了测量,确定了表面粗糙度的分布函数;考虑轴颈倾斜和表面粗糙度的影响,建立润滑数学模型,并推导了水膜厚度方程;采用有限差分法,研究了不同倾角及表面粗糙度对膜厚和膜压的影响,并与无倾角、表面光滑的轴承进行对比分析,最后分析了不同倾角、粗糙度幅值和波长下的最小膜厚及最大膜压。研究结果表明:考虑倾角及粗糙度时的膜厚沿周向呈连续的波状分布,沿轴向逐渐减小;膜压沿周向有微小的连续波动,沿轴向呈尖角形状且分布极为不均;与无倾角表面光滑的轴承相比,倾角和粗糙度使得最小膜厚更薄,膜厚差值变大,膜压迅速增大,出现轻微的局部压力突变。表面粗糙度幅值和波长对水膜厚度均有较为明显的影响,粗糙度幅值对水膜压力的影响也较大。     

船用水润滑橡胶尾轴承冷却性能研究

应用FLUENT有限元方法,建立水润滑橡胶尾轴承水膜模型,探讨冷却水流速,轴承水槽参数（宽度、数量、深度）对轴承冷却效果的影响程度,为尾轴承的水槽结构优化设计提供参考。仿真计算结果表明,水槽的宽度、数量、深度以及冷却水流速的增加,均可以在一定范围内明显提高冷却效果,降低水膜温度。但当槽宽超过到一定角度时,冷却效果提高不明显;水槽数量过多会影响水膜的承载能力;水槽深度过大会削弱轴承内衬支承强度。因此应综合考虑各因素的影响程度,选择合理的水槽参数。     

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。     

ACM高分子材料水润滑推力轴承性能试验研究

船舶水润滑推力轴承以水代油作为润滑介质,有助于提高轴承机械效率、减少滑油污染。在水润滑推力轴承试验台上,开展ACM高分子材料推力轴承性能试验研究,探讨在不同试验工况下推力瓦端面摩擦系数、温度、水膜压力随轴承载荷、轴转速的变化趋势。研究表明:ACM推力瓦的摩擦系数为0.01～0.18,单位时间磨损量为0.383μm/h;最高温度为42℃,出现在靠近推力瓦外径和出水边的位置;最大水膜压力为1.6 MPa,且水膜压力随轴转速的升高而下降,随轴向载荷的增加而升高。     

橡胶-碳纤维复合水润滑轴承材料的研究

为探究橡胶-碳纤维复合橡胶水润滑轴承材料的摩擦学性能,在SSB-100型船舶艉轴承试验机上,对复合橡胶轴承材料和普通橡胶轴承材料进行台架上的摩擦、磨损试验结果表明：复合橡胶轴承材料的力学性能、摩擦、磨损性能均优于普通橡胶,即碳纤维的加入可以改善普通水润滑橡胶轴承的综合性能。     

润滑油参数对船舶艉轴承润滑特性影响研究

为降低低速重载滑动轴承的摩擦磨损,解决航行期间出现的船舶艉轴承高温现象,文章建立了艉轴与艉轴承之间的流体润滑数学模型,利用转子轴承系统分析软件DLAP (dynamic lubrication analysis program),求解Reynolds方程和黏温方程。以双侧进油圆瓦轴承为研究对象,得到了进油温度、入口压力对艉轴与艉轴承最大油膜压力、最小油膜厚度、温升、功耗和流量等之间的影响关系。结果表明,进油温度对轴承润滑特性的影响很小,入口压力对最大油膜压力、最小油膜厚度、流量等的影响较大,可适当控制入口压力的大小,为进一步分析不同工况下船舶艉轴承润滑特性提供依据。     

考虑表面粗糙度与轴瓦变形的水润滑轴承动力特性系数计算

本文在传统轴承动力学分析模型的基础上考虑了水润滑轴承轴瓦的刚度、阻尼和轴承质量以及可能存在的接触刚度、阻尼,推导了考虑表面粗糙度和轴瓦变形的扰动压力雷诺方程,对比了混合润滑模型与动力润滑模型、弹流润滑模型的轴承动力特性系数并分析其差异,研究了倾角、粗糙度等参数综合作用下水润滑轴承动力特性系数的变化规律。结果表明,最小膜厚比大于某一阈值时粗糙度增加可提高水膜动力特性系数,轴瓦变形会使动力特性系数减小,同时也会扩大使水膜刚度、阻尼获得增幅的粗糙度范围,但削弱了粗糙度对承载方向刚度、阻尼的增幅效果。此外,在承受载荷一定的条件下,粗糙轴承的动力特性系数在倾角较大时明显小于光滑轴承的对应值。     

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.