船用滑动推力轴承结构设计研究

文章就大中型船用滑动推力轴承的一般结构、动力润滑性能及静压润滑计算等进行了综合分析.结合研究设计实践,对一般船用滑动推力轴承的设计研究提出了一些建议.     

大比压推力轴承性能试验研究

在对某引进减速齿轮装置大比压推力轴承进行逆向设计研究工作中,采用理论推导的方式对此推力轴承进行了理论分析和计算,并建造了大型推力轴承可靠性试验台。在试验台上,对大比压推力轴承进行了多压力工况下的模拟试验,对推力轴承在不同工况条件下的工作压力、工作温度、油膜厚度等参数进行了测试。试验结果显示,计算结果与实际测量结果较好地吻合,证明此大比压推力轴承运行安全、稳定、可靠。     

推力瓦块几何参数对推力轴承润滑性能的影响分析

采用理论分析与计算流体力学(CFD)相结合的方法,利用CFD对简化的二维轴承的受力方向以及楔形间隙的受力大小进行计算,并与理论计算结果进行比较,能够很好吻合.用CFD对船用低速重载推力轴承的润滑状态进行了分析和研究,将数值模拟结果和按照传统工程设计得到的参数进行了比较:数值模拟得到的各个参数较设计值更具体,准确.使用CFD在设计轴承时对轴承的润滑状态进行数值模拟分析,能够提供更加详细的信息和参数,为轴承的优化设计服务.本文通过对影响推力轴承工作性能的推力瓦块的瓦张角、瓦面形面以及支撑形式等主要参数进行分析和研究,对指导推力轴承的设计具有重要的工程意义.     

船舶动力设备及推力轴承集成隔振系统设计

提出将船舶动力装置及推力轴承安装在公共基座上进行集成隔振,建立集成隔振系统的理论模型,重点分析了螺旋桨静态推力作用下隔振系统的位移特性,并研究船舶倾斜摇摆工况下系统主要设计参数对推力轴承位移特性与系统固有频率的影响。优化设计计算结果表明,船舶静态及准静态工况下,集成隔振系统位移较小,对具有位移补偿功能的推力轴承具有设计参考意义;主要设计参数对系统固有频率影响较小,能够有效隔离推进轴系振动。     

船舶推力轴承弹性金属塑料瓦应用试验研究

针对推力轴承小型化设计需求,在船舶轴系主推力轴承中引入金属塑料推力瓦,建立推力轴承实验台对其进行大载荷试验,研究弹性金属塑料瓦在船舶推进轴系领域适用性能和承压能力。试验研究结果表明:应用弹性金属塑料瓦可大幅提高推力轴承设计比压,在比压高达6.6 MPa、瓦面温度高达160℃时,推力轴承仍可正常工作。研究中形成的数据对于船舶推力轴承弹性金属塑料瓦的设计、使用具有工程指导意义。     

舰船弹性支撑推力轴承抗冲击特性研究

推力轴承传递的螺旋桨动态激励力可激发船体结构振动,是舰船重要的机械噪声源。采取弹性支承方式可降低推力轴承引起的噪声,但在受冲击载荷作用时,弹性支承的变形会导致推力轴承与轴系之间产生相对位移,从而影响轴系运行安全。为分析弹性支承推力轴承的抗冲击性能,建立了推进轴系及弹性支撑推力轴承和主机耦合模型,采用仿真分析的方法研究推力轴承的冲击响应。分析结果表明推力轴承的相对位移响应较大,近似等于最大许用位移值,通过改变隔振器刚度、支撑轴承刚度与位置等措施,可使推力轴承的相对位移响应满足舰船设备抗冲击要求,并改善轴系受力状态。     

固定斜楔式推力轴承的系列化问题

一、问题的提出在旋转机械中,常常要采用滑动推力轴承来承受推力,其中固定斜楔式(简称定斜式)推力轴环由于其结构简单而用得最多。在选择这种推力轴环的结构参数时有很大的自由度。自由度大固然是优点,可是因此也就降低了能够获得最佳设计的概率。如果我们对某些主要结构参数作些规定,使其遵循一定规律,算出它在最佳工况时的主要作业参数,并在这基础上发展成一系列,则     

含静压油腔的滑动推力轴承润滑温度数学模型

为了填补特种推力轴承静压油腔结构影响下的理论研究空白,建立起带有特殊静压油腔的滑动推力轴承润滑温度特性分析研究数学模型,并研制相应的试验件及验证台.经试验验证,试验和理论分析结果吻合较好,所建立的数学模型可应用于指导特种推力轴承工程实践.     

船舶轴系试验台研制及其纵向振动特性测试分析

以模拟实船螺旋桨激励力沿轴系的纵向传递形式为背景,在对大量相关文献调研和分析的基础上,并为满足后续轴系纵向减振装置的安装要求,研制出船舶推进轴系纵向振动模拟试验台.采用单点激励多点拾振的模态测试方法,通过对测试加速度导纳函数进行参数识别获得轴系的纵向振动特性.基于连续弹性体模型,推导出试验台轴系纵向振动的无量纲频率方程,代入轴系第1阶纵向模态频率测试值得到试验台轴系推力轴承纵向刚度的估算值,以此作为轴系理论分析模型的输入.结果表明,基于连续弹性体模型求解的轴系纵向振动特性能较好地接近于实际轴系.     

一种舰船推力测量装置的结构和电磁兼容性设计

设计了一种利用推力传感器测量舰船推力轴承块的压力进而计算出螺旋桨推力的装置.其设计包括系统结构设计和系统电磁兼容性设计.系统整体结构包括推力传感器（感测推力大小,转换成电信号;其中4只测量正车推力,2只测量倒车推力）、传感器级联箱（信号传输及偏载误差调整）和推力显示仪（数据采集和显示）.系统采用整体电磁兼容性设计,抗干扰能力强、可靠性高.推力传感器采用轮辐式结构,突破了薄式小体积、高精度、大量程高过载、耐潮湿及长寿命等关键技术.推力显示仪针对舰船实际情况,实现了数据采集和实时监测功能,数据采集精度达0.2%等级.系统通过了船用环境试验及电磁兼容性试验,且裕量明显,能够安全、稳定、可靠地运行于舰船上.     

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。     

船用推力轴承整体减振系统振动传递特性研究

[目的]采用推力轴承整体减振技术可改变推进轴系的纵振传递路径,衰减螺旋桨传递至船体的振动能量,从而实现降噪的目的。[方法]为掌握螺旋桨不同方向激励力的传递规律,建立桨—轴—船体的数值分析模型,分析螺旋桨纵向和横向单位激励力作用下系统的振动传递特性,对比推力轴承整体减振与传统刚性支撑两种安装方式下船体的振动响应,并识别出对应的优势模态,然后利用间接识别法计算螺旋桨的纵向力谱,并以此作为输入评估系统的减振性能,最后对推力轴承整体减振系统的激励响应特性进行实验研究。[结果]结果表明,与传统刚性支撑方案相比,推力轴承整体减振技术对于螺旋桨横向激励衰减效果不明显,但对于螺旋桨纵向激励具有10 dB以上减振效果。[结论]应用整体减振技术可使船用推力轴承纵向振动具有良好的衰减效果,所得结论可为船用推力轴承减振装置设计提供一种新的思路。     

船舶机电设备振动信号数据采集系统

为了提高船舶机电设备振动信号数据采集系统的整体性能,提出船舶机电设备振动信号数据采集系统设计。以无线检测为基础,设计数据采集系统结构和船舶机电设备振动信号数据采集卡,完成系统的硬件设计;通过剔除影响系统运行参数,计算了船舶机电设备振动信号数据采集参数,结合振动信号采集原理,设计了船舶机电设备振动信号数据采集程序,完成系统的软件设计,实现了船舶机电设备振动信号数据的采集。实验结果表明,提出的数据采集系统可以提高船舶机电设备振动信号数据采集精度,缩小数据采集时间,提高数据采集效率。     

汽轮机轴向位移偏大故障分析与推力轴承改进设计

针对某汽轮机出现汽轮机转子轴向位移偏大的故障,通过理论分析与试验研究,得出转子轴向位移偏大的主要原因。针对这些原因,改进设计并加工了采用PCr Ni3Mo材料的弹性支承板,并将副推力轴承的二销钉支撑结构改为筋板支撑。试验表明,采用新推力轴承的汽轮机运行平稳,未出现转子轴向位移偏大问题。对主推力轴承支承板的结构进行了改进设计,并采用有限元方法进行了数值计算,结果显示改进后的支承板在承受相同载荷时其挠度显著减小。     

船舶推力轴承弹性支撑下减振系统与轴系耦合振动研究

以推力轴承集成减振系统为背景,研究轴系边界条件改变后,集成减振系统与轴系的耦合振动,详细推导集成减振系统纵向、回旋传递矩阵解析表达式,建立了推进轴系与集成减振系统Xoz平面内的三自由度耦合模型,结合试验室搭建的集成减振系统平台参数,重点分析推力轴承非刚性支承后,轴系纵向回旋耦合振动原因是减振系统刚度矩阵的不对称导致的;以纵向力传递率作为评估指标,指出耦合振动频率一定程度上缩小了减振系统的减振频带。     

阻尼支撑圈在齿轮箱中的应用

齿轮转子系统的动态激励主要通过滑动支持轴承传递给箱体,在滑动轴承部位采取措施可有效衰减振动传递。因此以某试验齿轮箱为研究对象,选择合适的高阻尼合金材料针对滑动轴承部位设计较为实用的减振支撑圈,并通过有限元方法求解减振支撑圈的强度、刚度特性和动态减振性能。在有限元计算分析的基础上,选择普通钢材和阻尼合金材料加工2组滑动轴承支撑圈试验件,分别装配到齿轮箱进行带载荷运行试验,对比分析试验数据证实阻尼减振支撑圈具有良好的减振效果。     

推力轴承基座带预应力谐响应分析

船舶运行时．推力轴承基座除了受到衡定的静载作用外还受到随时间变化的不同频率的正弦载荷作用。当推力轴承基座刚度不够时,在载荷的作用下,容易引起推力轴承的可见晃动。利用ANSYS软件对某推力轴承基座的两种设计进行带预应力的谐响应分析,计算结果表明,在轴承的不同转速下,原基座响应振幅较大,而加强后的基座响应的振幅都在允许的范围。     

愈创树脂型水润滑尾轴承材料的耐摩特性及影响规律

船舶水润滑尾轴承材料的性能对船舶的正常运行有着重要的影响。为研究载荷、转速、不同材料配比对高分子水润滑材料的摩擦学性能的影响,根据相关的试验规范设计此次摩擦学试验,并在CBZ-1船舶尾轴承材料摩擦磨损试验台架上进行试验。试验结果表明,尾轴的转速以及材料的配比对材料的摩擦学性能有较为明显的影响。其中材料的配比对摩擦学性能的影响最为显著,当愈创树脂的质量百分数为0.5%时,材料的摩擦学性能可以达到最优。     

船体纵横倾对推进轴系支撑轴承润滑动特性的影响

船舶在遇到极端情况时会出现纵倾和横倾状态,影响其推进轴系中径向轴承和推力轴承的润滑支撑动特性,进而影响推进轴系的振动特性。本文以某船舶推进轴系中的油润滑和水润滑径向轴承以及推力轴承为研究对象,针对其在横倾和纵倾情况下的润滑动特性进行计算研究和影响分析。计算结果表明:在工程计算中最少可以只计算2个纵倾角度下的推力轴承动特性参数,再线性外推出其他纵倾角度下的动特性参数;油润滑径向轴承表现为完全流体动力润滑状态,水润滑径向轴承勉强处于流体动力润滑状态;油槽或水槽会使润滑刚度、阻尼和轴心位置随横倾角发生不连续变化。     

船舶主推力轴承径向支撑轴承润滑性能分析

通过理论分析结合Matlab编程,对大型船舶推力轴承的径向支撑轴承主要工况润滑状态进行分析和研究,得到支撑轴承在同一垂向载荷和不同的转速下油膜厚度、油膜压力等主要润滑参数的分布规律.