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。     

一种降低潜艇升降桅杆回转力矩的改进设计

开展潜艇升降桅杆回转机构改进设计,减小桅杆回转力矩,以便于艇员操作使用。通过对升降桅杆回转机构进行分析,采用增加推力滚子轴承的方式以降低回转力矩,并通过台架试验进行测试验证。研究结果表明,改进方案在保持桅杆对外接口不变情况下,显著降低了桅杆回转力矩,台架测试最大值远小于指标值。改进设计解决了潜艇升降桅杆回转力矩过大问题,工程实施性好。     

推力轴承基座对艇体振动及其辐射噪声的影响

利用FEM/BEM方法计算了实尺度单壳体潜艇在螺旋桨激振力作用下的结构振动和水下声辐射特性.分析比较了两种推力轴承基座形式(法兰盘式基座和普通基座)对潜艇在螺旋桨激励下振动与噪声性能的影响.结果表明,安装法兰盘式推力轴承基座能在除28 Hz附近降低潜艇辐射噪声,最大降低25 dB左右.普通推力轴承基座形式只将螺旋桨脉动推力加载到与其相连的艇体结构上,引起纵向振动和横向振动,其壳体的法向振动较强烈;而法兰盘式推力轴承基座可以将螺旋桨脉动推力沿周向均匀地加载到艇体上,它主要引起纵向振动,只有艇体首尾处有法向振动,因而,噪声较低.     

轴承润滑特性对船舶推进轴系校中的影响

径向轴承及推力轴承处边界条件的准确建立是船舶推进轴系校中计算的重点与难点。基于流体动压润滑理论,分析不同运行工况下考虑轴颈倾斜的径向轴承润滑特性,将轴承间隙、油膜厚度、支承基座及船体柔性以等效轴段挠度的形式计入轴系校中过程,并与刚性支承、弹性支承模型计算结果进行对比分析;计算因推力轴段转角、支承基座变形而引起的推力轴承附加力矩,并分析其对轴系校中的影响;建立轴承润滑与轴系校中耦合计算方法。结果表明:由径向轴承间隙、轴颈倾斜而引起的支点位置改变、润滑油膜厚度、推力轴承处附加力矩对轴系校中具有重要影响。     

推力轴承基座结构形式对潜艇振动噪声的影响

[目的]为研究推力轴承基座结构形式对潜艇辐射噪声的影响,[方法]采用有限元法和有限元耦合流体边界元法,分析不同纵向激振力分布形式下耐压艇体结构的振动响应特征,得出力对称分布有利于减小振动的结论。然后,据此设计对称式推力轴承基座,通过选择不同的构件尺寸控制系统的纵向刚度,分别计算采用对称式和传统推力轴承基座时潜艇的结构振动响应和辐射噪声。[结果]研究表明,在螺旋桨纵向激振力一定的情况下,采用对称式推力轴承基座能够明显降低艇体结构的振动强度和辐射噪声。[结论]所做研究可为潜艇推力轴承基座结构的声学优化设计提供参考。     

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。     

推力轴承结构形式对水下航行体振动与声辐射特性影响研究

针对带推力轴承结构的水下航行体,采用有限元与边界元耦合方法,建立水下航行体整艇流固耦合有限元模型以及水中边界元模型,利用ANSYS刚性域功能建立全舱壁式和半舱壁式两种推力轴承结构形式,计算他们所引起的整艇振动与声辐射特性,并且比较分析他们之间的差异.研究表明,全舱壁式推力轴承结构相比半舱壁式推力轴承结构有一定减振降噪效果.     

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。     

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。     

船舶喷水推进器推力分布研究

应用计算流体力学方法对一典型内置推力轴承混流式喷水推进器的流场进行了数值模拟,计算和分析了叶轮、导叶体、进水流道等主要水力部件的推力分布.计算结果显示:(1)在推进特性线上的设计工况,内置推力轴承上的推力约为喷水推进器净推力(合力)的1.5倍,泵静止部件上的推力约为净推力的-0.5倍,进水流道上的推力很小,可忽略不计;(2)各部件上的推力占净推力的比例在推进特性线上的其它工况基本维持不变;(3)在非推进特性线上的工况,各部件上的推力分布不同于推进特性线上的工况,来流速度与泵转速的比值越高时泵静止部件上向后的推力越大,进水流道上的推力不再是可忽略的小量了.喷水推进器推力分布规律的研究结果可为喷水推进器和船尾结构的强度设计时加载水动力作用项提供参考.     

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.     

船舶轴系推力轴承油膜刚度与综合支承刚度测量

在船舶推进轴系中,推力轴承刚度常取决于其油膜刚度、轴承及其基座的结构刚度。通常所指的推力轴承刚度只包含油膜刚度。因此文中把既考虑油膜刚度又考虑轴承及其基座的结构刚度综合而成的刚度定义为推力轴承综合支承刚度,进而详细给出了推力轴承油膜刚度与综合支承刚度的测量方法。借助此方法,对实验室一缩比的推力轴承实验台的油膜刚度与综合支承刚度进行了测量,获得了良好的结果。实验表明,推力轴承油膜刚度随转速上升而下降;综合支承刚度随外激励频率上升而下降,在推力轴承—基座共振频率处降为零;低频激励时,油膜刚度与综合支承刚度大小近似相等,此时对轴系的动力学建模可以只考虑油膜刚度;高频激励时,综合支承刚度远小于油膜刚度,此时对轴系动力学建模必须考虑综合支承刚度,只考虑油膜刚度会带来较大误差。实验结果对船舶推进轴系的设计及动力学分析有指导意义。     

船用可倾瓦推力滑动轴承监测试验台的研制

为提高船用可倾瓦推力滑动轴承运行可靠性提供参考,通过采集相关参数研究滑动推力轴承运行规律和润滑性能,设计构建一型滑动推力轴承试验台以用于研究。试验台通过变频电机实现不同转速条件,以液压加载系统来模拟轴向推力载荷,在轴瓦上布置压力、油膜厚度、温度传感器测点测量参数,编制试验台的数据采集系统。设计试验台的控制系统,并编制控制界面。通过调试,该实验台设计达到预期要求,显示出良好的操控性能。     

新型大功率HDW-Simplex-HL推力轴承

Simplex-HL推力轴承是一种单盘推力轴承,是按最新科学及造船技术观点设计的。主要用以承受船舶推进时由螺旋桨产生的推力,也适用于承受涡轮机、鼓风机、吸扬式挖泥船及离心泵所产生的推力。此外也可作为特种结构安装在齿轮传动装置及原动机上。文中详细介绍其结构、安装及工作原理,并附结构图。这种轴承目前已在很多船上——特别是在大型油轮上——加以采用。在最恶劣的试航条件下经试验证实性能特别好,取得预料中的良好效果。     

荷兰制造的船用齿轮箱

本文简述了荷兰皇家斯凯尔德公司关于船用齿轮箱的生产能力和目前生产情况。介绍该公司设计制造的一种最新颖的船用齿轮箱,其特点是大齿轮采用部分焊接和机械联接结构,改善了齿轮渗碳性能;并在齿轮箱内部采用喷油润滑的主推力轴承,齿轮本体就作为推力环,使推力轴承结构极为紧凑,作用在船体上的推力问题也得到圆满的解决。还介绍了该公司的一项专利,带有弹性轴和箱内推力轴承的中速船用柴油机齿轮箱结构。发动机与齿轮箱小齿轮之间,装有可起浮动作用的离合器/联轴节组合装置,允许轴有较大的平行位移和不重合度而不引起大的反作用力。一套长度为625毫米的这种浮动轴装置可以承受联接轴长期径向位移达2毫米。     

工业用高温超导同步电动机的设计研究及其力矩管中的热流估算

本文论述了对工业用高温超导同步电动机的设计研究及其力矩管中的热流估算.在设计研究的过程中,考虑到了电动机的效率及体积会受到设计参数(如:转子外径,同步电抗)的影响,进而得出了电动机的基本设计方案.在对热流的估算中,力矩管上每个位置的热量是通过有限元法计算获得的.     

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。     

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.     

艉置消振推力轴承降噪机理分析及试验验证

本文针对螺旋桨-轴系-船体耦合振动产生的高辐射噪声问题,从新型推力轴承设计出发,提出了艉置消振推力轴承的设计方案。该新型推力轴承具有艉部对称安装、纵向刚度低噪声匹配、径向采用隔振处理等技术特点。通过建立螺旋桨-轴系-船体耦合振动声辐射计算模型,采用数值计算方法揭示了艉置消振推力轴承的降噪机理,并在开阔水域开展了艉置消振推力轴承降噪效果的验证试验,试验结果表明,该新型推力轴承具有良好的降噪效果,可将螺旋桨纵向激励力经轴系传递到试验模型壳体引起的辐射噪声降低7.3 dB。该研究为降低舰船桨-轴-船耦合振动辐射噪声提供了一种新的技术途径。     

基于有限元法的法兰盘式推力轴承改型设计

用温度法模拟螺栓预紧力,并采用接触分析模拟了联接螺栓和U型端盖以及后壳体之间的摩擦接触,利用有限元法对推力轴承进行了强度计算,计算结果表明改型后的法兰盘式推力轴承设计合理,其强度在允许范围之内。