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。     

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.     

水润滑橡胶轴承摩擦行为及试验研究

水润滑橡胶轴承在一些环境下有无可比拟的优越性,但在使用中其摩擦噪声是不可避免的技术难题.本文首先对轴承噪声特性分析,对轴承摩擦影响因素进行分析并进行大量试验验证,从而为设计低摩擦水润滑轴承,提高水润滑轴承振动噪声性能提供参考.     

材料和衬套厚度对水润滑阶梯腔尾轴承力学性能有限元分析

建立不同材料和不同衬套厚度的水润滑阶梯腔动静压尾轴承三维实体模型,并用Workbench软件进行有限元力学性能分析。结果表明:轴承材料和衬套厚度对尾轴承的力学性能有比较大的影响。当尾轴承的外圈材料是45#钢,衬套材料为硬橡胶时,轴承具有较好的柔性和最优的力学性能;在设计尾轴承结构时,橡胶层厚度选为20 mm,则不仅具有较好的力学性能,而且还能够节省成本。     

材料和衬套厚度对水润滑阶梯腔尾轴承力学性能有限元分析

建立不同材料和不同衬套厚度的水润滑阶梯腔动静压尾轴承三维实体模型,并用Workbench软件进行有限元力学性能分析.结果表明:轴承材料和衬套厚度对尾轴承的力学性能有比较大的影响.当尾轴承的外圈材料是45#钢,衬套材料为硬橡胶时,轴承具有较好的柔性和最优的力学性能;在设计尾轴承结构时,橡胶层厚度选为20 mm,则不仅具有较好的力学性能,而且还能够节省成本.     

水润滑橡胶轴承板条设计参数分析

设计一种低摩擦、长寿命的水润滑轴承一直都是设计者和供应商所追求的目标,而水润滑轴承润滑特性和耐磨性能的提高不仅取决于材料,还与轴承板条的结构设计密切相关。本文从水润滑轴承橡胶板条结构参数设计入手,重点分析橡胶板条厚度等参数对轴承润滑特性的影响,为低摩擦、长寿命水润滑橡胶轴承的结构设计提供参考和借鉴。     

基于快速修补的水润滑橡胶轴承应急维修保障技术

水润滑轴承作为一类开放式结构的环境友好型轴承,常常因卷入异物而导致轴瓦损坏.针对水润滑橡胶轴承局部异常损坏时的应急维修保障技术,利用X射线分析方法分析杂质的种类及破损产生的原因,并提出一套破损修补方法,包括修补材料选择、维修前处理和成型工艺.材料测试结果表明:修补基体固化完全,与橡胶基体粘接良好,达到了预期的修补效果,研究结果可为水润滑橡胶轴承的应急维修保障提供新的思路与方法.     

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。     

水温变化对船舶水润滑轴承振动特性影响分析及试验研究

为探究水润滑轴承受温度变化影响而引起的自身振动特性变化的现象,对水润滑轴承借助有限差分法建立水弹流润滑模型,研究不同工况参数对水润滑轴承动刚度和动阻尼的影响规律,分析不同进水温度和载荷条件下水润滑轴承的动刚度K_yy、动阻尼C_yy、最小水膜厚度等振动特性相关参数的变化规律,并进行振动特性试验。研究表明：随着温度升高,轴承水膜压力下降,最小水膜厚度减小,表明温度升高载荷增加时动刚度K_yy和动阻尼C_yy会增大,且高温对动刚度K_yy和动阻尼C_yy影响更大;载荷和转速一致的条件下,轴承振动总振级随着温度升高而下降。     

基于ANSYS的水润滑橡胶艉轴承模态及谐响应分析

文章采用三维建模软件Solidworks对水润滑橡胶艉轴承进行几何建模,并导入ANSYS Workbench中建立有限元模型。通过对水润滑橡胶艉轴承进行十阶模态分析,结果表明轴承的各阶固有频率分布非常密集,其低阶模态主要取决于内衬的固有特性。为了进一步得到轴承在某一频率范围内的振动情况,对其进行了谐响应分析,计算出轴承易发生共振的频率、应力幅值,为水润滑橡胶艉轴承进一步设计优化和使用中避免发生共振提供了理论依据。     

水润滑橡胶艉轴承橡胶轴瓦硬度分区取值后的接触性能研究

出于制造工艺的考虑,传统水润滑橡胶艉轴承轴瓦各处硬度相同.然而,在螺旋桨悬臂作用的影响下,传统设计中轴瓦各处压力分布非常不均匀,如轴瓦艉部压力远大于其他各处压力,从而影响到艉轴承的各项性能.由此,对传统水润滑橡胶艉轴承橡胶硬度取值进行改进,将其橡胶轴瓦沿轴向分为多个橡胶硬度不同的区域.通过试算和分析,合理设置各区域的长度和橡胶硬度.随后,利用有限元软件建立轴系一艉轴承系统有限元模型,其中使用Mooney一Rivlin本构方程模拟橡胶材料,并利用接触单元建立轴与艉轴承之间的接触关系.计算对比了改进前后某水润滑橡胶艉轴承底部轴瓦与轴接触的压力分布等力学指标.相对于传统橡胶艉轴承而言,改进方案的最大接触压应力减小了25.6%,接触区域沿周向增加了5.8°.结果表明,该艉轴承橡胶轴瓦硬度改进方案能够有效改善艉轴承的接触性能.     

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.     

基于有限元法不同螺旋槽橡胶艉轴承静态接触分析

针对不同螺旋槽结构形式的橡胶艉轴承,考虑橡胶材料非线性,应用有限元分析软件 ANSYS 进行静态接触仿真分析,并用经典 Hertz 接触应力理论计算结果加以验证,对比分析不同螺旋槽数和不同螺旋角度艉轴承在不同载荷和不同橡胶硬度等条件下的接触状况影响规律。结果表明,不同螺旋槽数在不同载荷条件下对艉轴承的最大接触应力和最大负 Y 向位移影响较大,对艉轴承最大接触渗透值的影响甚小;90°螺旋槽艉轴承在各不同载荷时的最大接触应力和最大正 Y 向位移均相对最小。     

船舶水润滑尾管橡胶轴承的设计

介绍了水润滑橡胶轴承的设计,提供了船舶尾管轴承受力的计算公式及确定轴承间距的公式.     

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。     

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。     

基于二参数威布尔分布的水润滑橡胶尾轴承可靠性寿命分析

保障船舶尾轴承的可靠性使用是保证船舶安全可靠运行的关键技术之一。针对水润滑橡胶尾轴承运行环境的复杂性、寿命失效数据难以收集等特点,对水润滑橡胶尾轴承模型进行适当简化,通过实验模拟,采用威布尔分布与极大似然估计相结合的方法建立数学模型来间接评估尾轴承的可靠寿命。结果表明,实际数据和数学模型具有较好的拟合精度;船舶水润滑橡胶尾轴承的中位寿命较平均寿命更为保守;进一步提高橡胶材料的承载、抗磨和抗老化能力对提高水润滑橡胶尾轴承的使用寿命极为有利。     

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.     

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。     

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。