不同磨损状态下船用滑动式中间轴承润滑性能研究

中间轴承是船舶推进系统的重要支撑部件,长时间工作后轴瓦会发生不同程度的磨损,进而对其工作性能产生一定的影响。本文以某型舰用滑动式中间轴承为研究对象,建立中间轴承流体润滑数值模型,在模型中考虑了表面粗糙度等影响因素。对比分析了不同磨损状态对中间轴承润滑性能的影响。研究结果表明,随着轴瓦磨损量增大,最小油膜厚度将急剧减小,这对中间轴承润滑性能非常不利。为保证中间轴承正常工作,当轴瓦发生一定程度磨损后需及时更换。本文研究工作为后续滑动式中间轴承结构改进、性能优化及使用维护提供了重要的参考依据。     

中间轴承流体润滑性能分析

中间轴承是船舶轴系主要支承单元,其运行性能直接影响到船舶动力推进系统性能的优劣。文中以流体润滑理论为基础,建立中间轴承三维流体润滑数值分析模型。采用有限差分法求解Reynolds方程,获得了油膜厚度、摩擦力、摩擦系数及摩擦功耗等润滑性能参数。对比分析了不同转速工况及润滑油温度对中间轴承润滑性能的影响,完成了中间轴承运行性能的评价。     

纳米流体对径向滑动轴承冷却性能强化数值研究

径向滑动式中间轴承是船舶推进轴系主要支撑部件,其润滑性能将直接影响到整个推进系统的可靠性和传动效率,而润滑性能主要受滑油温度的影响。因此,开展中间轴承冷却性能强化研究对保障船舶推进轴系正常工作具有非常重要的意义。本文建立了中间轴承流固耦合传热数值模型,获得了最高转速工况下中间轴承主要部件及油池内滑油的温度场分布。通过与实验数据对比,验证了所建数值模型的精确性。在此基础上,基于Cu-润滑油纳米流体物性参数模型,分析了不同体积分数Cu-润滑油纳米流体对中间轴承冷却性能的影响。研究结果表明,随着纳米颗粒体积分数的增加,油池内壁面及冷却盘管外表面平均对流换热系数均显著增大,有效地增强了滑油的换热能力,中间轴承冷却性能得到了强化。     

冲击载荷作用下中间轴承流体润滑性能研究

为准确了解冲击载荷作用下中间轴承润滑性能,以流体润滑理论为基础,建立冲击载荷作用下中间轴承流体润滑数值分析模型,考虑表面公差参数影响因素,采用有限差分法求解Reynolds方程,获得冲击载荷作用下的中间轴承油膜厚度、轴心轨迹等参数,对比分析得到冲击载荷作用下中间轴承润滑性能的影响。     

动载径向滑动轴承流体润滑性能分析

径向滑动轴承流体润滑性能的好坏对减少轴承磨损、降低振动与噪声、延长轴承使用寿命具有非常重要意义。文中以流体润滑理论为基础,建立径向滑动轴承三维流体动压润滑数值分析模型。在该模型中计入表面形貌参数、润滑油变粘度效应等影响因素。采用有限差分法求解Reynolds方程,获得了油膜厚度、油膜压力分布及轴心轨迹等润滑性能参数。分析了轴承结构参数与运行参数对轴承润滑性能的影响,为径向滑动轴承的结构设计提供了参考依据。     

船舶艉轴承动态工况润滑特性分析

将平均流量Reynolds方程与G-T接触理论相结合,建立了船舶在动态工况下综合考虑轴系艉轴承的载荷、转速变化及表面粗糙度影响的混合润滑与接触问题的数学模型.通过编写相应的数值求解程序,分析了启动和变工况运行两个动态过程对艉轴承的润滑油膜压力、油膜厚度及表面粗糙峰承载量等润滑参数的影响.该方法能够准确而快捷地对各种船舶艉轴承的润滑性能做出预测和评估,从而对艉轴承的设计与失效分析提供一种有效的途径.     

船舶柴油机润滑油消耗过量的原因及预防措施

润滑油对于柴油机而言,除了润滑作用外还能减小摩擦表面间的摩擦损失,防止零件磨损,带走运动表面间因摩擦而产生的热量,带走灰尘和金属粉末保持工作表面间的清洁,能减轻振动和噪音以及密封和防腐蚀作用等,所以良好的润滑对柴油机的安全运行和延长使用寿命是十分重要的。本文从柴油机技术状况、滑油品质和运转条件等方面分析了滑油消耗的途径和影响因素,从润滑油的选择、柴油机的使用管理和维护保养、柴油机的维修和装配三个方面探讨了预防柴油机滑油过量消耗的措施和方法。     

磁水复合式水润滑艉轴承设计及其润滑性能研究

推进轴系是舰船艉部振动最重要的激励源，而传统的推进轴系与船体结构通过支承轴承联接，这两部分之间没有相应的减振措施，因此推进轴系上的激励直接作用于船体结构，形成辐射噪声。本文以舰船艉部减振及提高水润滑轴承使用寿命为目的，利用磁力轴承低摩擦、结构简单等优点，设计一种新型磁水复合式水润滑艉轴承，对其摩擦学性能进行数值分析，并与传统水润滑艉轴承的性能进行对比。结果表明，磁水复合式艉轴承在外载荷、转速及轴承间隙相同的情况下，最小液膜厚度变大，最大液膜压力减小，轴承温升降低，说明磁力支承可以有效改善水润滑轴承润滑状态，提升轴承承载能力，减少轴承摩擦损失，可为未来舰船低摩擦艉轴承设计提供新的技术途径。     

条形沟槽深度对船舶水润滑尾轴承材料摩擦性能的影响

为了研究条形沟槽深度对船舶水润滑尾轴承摩擦磨损性能的影响,在轴承试件表面分别添加0.5 mm、1.0 mm和1.5 mm 3种不同深度的条形沟槽,并加入1组不添加表面纹理的试件作为对比。使用CBZ-1船舶轴系摩擦磨损试验机对材料进行测试,并结合表面形貌及磨损量比较分析其摩擦磨损性能。结果表明,条形沟槽可有效提高材料的摩擦磨损性能且沟槽深度对材料性能有着较大影响:转速较低时,较深的沟槽深度更能提升材料的摩擦磨损性能;转速较高时,较浅沟槽深度的材料具有更加优良的性能。     

纳米技术在不解体维修中的应用

由于纳米态物质具有量子力学上的强关联性而表现出完全不同于宏观和微观世界的介观性质,这种具有介观性质的物质就是纳米材料。纳米物质由于量子尺寸效应和表面效应,能够在摩擦表面以纳米颗粒或纳米膜的形式存在,具有良好的润滑和减摩性能。因此,在润滑油中添加纳米材料,可显著地提高润滑油的润滑性能和承载能力,减少添加剂用量,特别适用条件苛刻的润滑场合。目前,国内外对润滑油中添加纳米材料的应用研究十分活跃。     

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.     

含水舰用汽轮机油的润滑性能研究

采用四球摩擦磨损试验机和环一块摩擦磨损试验机测定不同含水量舰用汽轮机油的润滑性能,分析磨斑表面形貌和元素组成。结果表明,舰用汽轮机油的润滑性能随含水量增多而降低,但含水量较小时润滑性能变化不大,磨斑表面光滑、擦伤小,表面和亚表面氧元素含量也较小;含水量较大时润滑性能显著变差,磨斑表面粗糙、擦伤大,表面和亚表面氧元素含量较大,腐蚀磨损较严重。     

基于动力学润滑耦合的低速二冲程船用柴油机机座刚度匹配设计

以低速二冲程船用柴油机为研究对象建立多体动力学与弹流润滑理论耦合模型,将主轴承油膜特性、摩擦损失功耗、曲轴弯曲振动特性作为柴油机主轴承安全性与经济性的评价指标,考察机座整体结构刚度改变对主轴承润滑及曲轴振动特性的影响。研究表明：原机飞轮端第7主轴承润滑性能相对较差,整机各主轴承的最小油膜厚度偏差为79.3%。机座刚度对主轴承摩擦润滑及振动性能均有明显的且不同规律的影响。通过调整优化各主轴承座刚度,使危险位置主轴承最小油膜厚度增加7.64%,最大油膜压力降低7.83%,整机主轴承总摩擦功耗和曲轴弯曲振动幅度均有所降低。     

Performance decay of stern bearing based on lubrication numerical model and state parameters北大核心CSCD

[目的]为了实现对船舶艉轴承润滑状态的监测和评估,提出一种结合润滑性能衰变模型和支持向量机(SVM)算法的艉轴承润滑性能评估方法。[方法]针对船舶艉轴承润滑状态难以监测和识别的问题,建立轴承润滑衰变数值模型,并运用实验数据对该模型进行验证,研究载荷、粗糙度和半径间隙对润滑状态衰变机理的影响。基于SVM算法,构建润滑状态分类器,通过网格搜索算法优化超参数,利用不同润滑状态的数据集进行训练,最后实现对艉轴承润滑状态的评估。[结果]结果显示,随着外部载荷、粗糙度和半径间隙的增大,轴承润滑状态恶化的临界速度增大,动压润滑工作范围减小,混合润滑工作范围增大;由仿真数据集对润滑状态识别模型的验证表明,所提的润滑状态识别方法准确率达96.88%。[结论]所提方法能监测轴承的润滑性能特征,有效识别轴承的润滑状态。     

水润滑轴承弹流动压润滑和摩擦特性数值计算分析

利用多重网格方法对水润滑径向轴承的弹性流体动力润滑性能,特别是摩擦性能进行分析,利用MATLAB软件编程求解,得到了水润滑径向轴承在稳态下的压力分布、液膜厚度和摩擦因数大小及变化趋势:在相同载荷下,随着转速的升高,局部最大压力减小,液膜厚度变大,摩擦因数减小,在相同转速下,随着载荷的升高,局部最大压力变大,液膜厚度减小,摩擦因数减小。     

舰船水润滑尾轴承降噪关键技术分析

水润滑形式的尾轴承广泛运用于舰船推进轴系,其摩擦、润滑与振动等特性对舰船声隐身性能有较大影响,国外海军强国对这一问题进行了系统深入的研究,研制了先进的水润滑尾轴承产品,很好地解决了舰船轴系的摩擦诱导振动噪声问题。本文综述国外舰船水润滑尾轴承发展历程与现状,对水润滑尾轴承发展过程中产生的关键性降噪技术进行系统分析,对国内舰船水润滑尾轴承的发展方向提出建议。     

舰船水润滑尾轴承降噪关键技术分析

水润滑形式的尾轴承广泛运用于舰船推进轴系,其摩擦、润滑与振动等特性对舰船声隐身性能有较大影响,国外海军强国对这一问题进行了系统深入的研究,研制了先进的水润滑尾轴承产品,很好地解决了舰船轴系的摩擦诱导振动噪声问题。本文综述国外舰船水润滑尾轴承发展历程与现状,对水润滑尾轴承发展过程中产生的关键性降噪技术进行系统分析,对国内舰船水润滑尾轴承的发展方向提出建议。     

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。     

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.     

水润滑特性和弹性接触应力对尾轴承使用寿命的影响

船舶尾轴承润滑状态和尾部弹性接触应力是影响水润滑尾轴承使用寿命的重要因素。本文应用紊流润滑理论研究了水润滑尾轴承的润滑状况以及应用弹性理论研究分析了国产材料MCS-2-1和铁梨木的弹性接触应力。理论分析和试验结果表明:水润滑尾轴承属于部分接触的半液体润滑状态,局部最大接触压力是设计比压的几十倍乃至百倍。为了延长尾轴承使用寿命,必须选用强度高、弹性模数低且具有一定自润滑性能的材料;在结构上可增大实际接触面积;改善水的润滑性质。采取这些措施都将收到一定的效果。