农用旋转机械圆度误差稳定性影响研究

【目的】由于滑动轴承结构制造精度的限制和运行环境的变化,制造误差及运行磨损误差会对油膜连续性状态产生显著影响,进而影响滑动轴承工程性能,研究具体的影响机制对提升农用机械的工作精度具有重要作用。【方法】课题组利用无限短轴承模型假设建立误差滑动轴承模型,采用分形理论分离误差曲面各阶弦波特征,在频域范围内重构建立三维误差模型。根据含有制造误差的Reynolds方程表达式近似解析计算油膜特性,研究了制造误差对油膜厚度、油膜压力和承载力的影响。【结果】1）在误差轴颈运行位置角变化范围内,油膜厚度在油膜压力较大值时会产生明显波动,并呈周期性变化;2）当偏心率从0.1变化到0.5时,带有误差的油膜压力相较于理想轮廓轴承在运行时间范围内会产生较大的压力波动变化。同时,随着偏心率的增大,压力幅值变化增大。【结论】制造误差对油膜压力波动和方向承载力影响较大,可以根据实验结果进行相应调整,降低误差影响,保持滑动轴承的工程性能。     

基于解析法的农机轴承转子系统润滑特性分析

【目的】农机设备的不断更新发展对设备的整机性能提出了更高的要求,因此,对农机的滑动轴承转子系统的承载能力、运行稳定性以及摩擦损耗等特性进行研究十分重要。【方法】针对有限长农机动压滑动轴承模型,采用分离变量法、Sommerfeld积分变换法、Reynolds边界条件等,对农机转子系统的油膜压力进行解析求解,并对有限长、无限短、无限长三种不同农机转子轴承模型的系统承载能力系数和能量损失特性进行了分析。【结果】1）同等偏心率条件下,无限长轴承模型承载能力最强,其次是有限长、无限短轴承模型;随着偏心率的增大,有限长轴承模型的承载能力也会增大,并且与无限短轴承模型变化的趋势和速率相近。2）在偏心率相同的情况下,长径比越大,系统能量损失越大;无限短轴承模型的能量损失几乎为0,与实际严重不符;无限长轴承模型在整个偏心率内能量损失过大。【结论】通过对比发现,无限长、无限短轴承模型运行特性的误差较大,故不能应用于农机的实际检测;有限长农机轴承模型解析油膜力更加贴合实际,计算速度快,准确性高,提高了农机实际应用中的故障检测效率,可以为农机转子系统在实际应用中的故障检测提供可靠的理论支持。     

轴-轴承系统强度和刚度与摩擦学的耦合分析

分析了轴-轴承系统中,当轴受载变形导致轴颈倾斜时,径向滑动轴承的流体动力润滑特性。计算结果表明,此时的轴承油膜压力明显偏布且最大油膜压力增大。在轴承润滑分析的基础上,将得到的轴承油膜压力作为载荷边界条件,计算了轴的应力分布。结果显示此时轴的应力分布在轴承最大油膜压力作用的邻近区域发生了明显变化,应力数值有较大增加,影响轴的强度。     

水润滑高速动静压滑动轴承数值模拟

采用有限元法求解壁面定律和Reynolds方程,对水润滑高速动静压滑动轴承进行了数值模拟分析.研究紊流状态水介质润滑条件下的动静压轴承三维压力分布、温度场分布及动特性系数,分析高速高压水润滑条件下的动静压轴承与油润滑条件下的动静压轴承不同的液腔压力分布、温度分布等特性.     

基于MATLAB的筒式水轮相导轴承润滑油膜承载性能分析

针对水轮发电机组筒式水轮机导轴承的润滑不良问题，以大型数学计算软件Matlab为工具对其润滑油膜承载力的分布即润滑油膜Reynolds方程（油膜压方程）进行了全新求解。首先利用五点差分法离散水导轴承压力方程并建立相应的代数方程模型；然后利用Matlab编程计算，定性探讨了不同偏心率下筒式水导轴承的油膜压力分布情况，并给出数值分析三维网格结果图形分布；最后，从所得压力分布情况，推出了润滑油膜力的非线性，且随着水导轴承偏心率的不同，主轴径向力和油膜承载力也随之相应变化。     

基于MATLAB的筒式水轮机导轴承润

针对水轮发电机组筒式水轮机导轴承的润滑不良问题,以大型数学计算语言Matlab为工具对其润滑油膜承载力的分布即润滑油膜Reynolds方程（油膜压力方程）进行了全新求解，首先利用五点差分法离散水轮机导轴承压力方程并且建立了相应的代数方程模型。然后利用Matlab对其编程计算，分别定性探讨了不同偏心率下筒式水轮机导轴承的油膜压力分布情况并给出数值分析三维网格结果图形分布。最后，从所得压力分布情况推出了润滑油膜力的非线性，且随着水轮机导轴承偏心率的不同，主轴径向力和油膜承载力也随之相应变化。     

基于MATLAB的筒式水轮机导轴承润滑油膜承载性能分析

针对水轮发电机组筒式水轮机导轴承的润滑不良问题,以大型数学计算软件Matlab为工具对其润滑油膜承载力的分布即润滑油膜Reynolds方程(油膜压方程)进行了全新求解.首先利用五点差分法离散水导轴承压力方程并建立相应的代数方程模型;然后利用Matlab编程计算,定性探讨了不同偏心率下筒式水导轴承的油膜压力分布情况,并给出数值分析三维网格结果图形分布;最后,从所得压力分布情况,推出了润滑油膜力的非线性,且随着水导轴承偏心率的不同,主轴径向力和油膜承载力也随之相应变化.     

柴油机连杆衬套润滑计算分析

通过对某型号柴油机连杆衬套进行研究计算,建立了适用于连杆衬套动压润滑的Reynolds方程。采用有限差分法求解分析连杆衬套的润滑性能。结果表明:油膜压力的大小直接影响了连杆衬套轴承的承载能力,偏心率对油膜压力的影响不容忽视。     

水润滑可倾瓦轴承动静特性

为了研究水润滑可倾瓦轴承的综合性能,以五瓦可倾瓦轴承作为研究对象,系统性地研究并分析了该水润滑轴承在不同结构参数下的动静特性.基于有限差分数值解法求解雷诺方程,分析了不同结构参数对水润滑可倾瓦轴承的最小水膜厚度、轴颈偏心率、Sommerfeld数及动力特性系数等性能参数的影响.研究结果表明:增大轴承的长径比或预负荷系数都可以提高水润滑可倾瓦轴承的承载特性;当转子不需要逆转时,采用瓦块支点偏置设计,当支点偏置率在0.6左右时水润滑可倾瓦轴承的性能较佳;适当加大承载瓦的瓦块张角有利于提高轴承的稳定性和承载能力.     

农业机械发动机曲轴主轴承负荷特性研究

以某农业机械发动机为研究对象,采用AVL_EXCITE Designer软件计算分析曲轴主轴承的负荷.根据液体动力学经验公式计算主轴承载荷,建立润滑仿真模型对曲轴主轴承进行动力学仿真及润滑计算.根据对最小油膜厚度和最大油膜压力的仿真结果分析,为农业机械发动机曲轴轴承优化设计提供了依据.     

计入空化效应的新型动静压轴承热动力分

基于气液两相流空穴模型,建立了螺旋油楔动静压轴承的热流体动力润滑数学模型.采用有限差分法,数值求解了广义雷诺方程、简化油膜能量方程及轴瓦热传导方程,研究了油膜压力分布以及供油温度和供油压力对轴承内表面温度的影响.结果表明:油膜破裂面积沿轴向先减小后增大,破裂位置沿圆周方向有一定的偏移,距离的大小与螺旋角有关;供油温度对轴承内表面温度的分布影响较大,而供油压力的影响相对较小.     

多级泵滑动轴承动特性系数求解算法

对多级泵进行转子动力学分析时,需要先对多级泵所用的滑动轴承进行动特性系数计算.采用有限差分法将雷诺方程中导数转换为差分形式.通过Matlab编程对静态雷诺方程进行迭代求解,求得静态油膜压力分布.无量纲动特性系数仅与轴承宽径比和偏心率有关,为了确定轴承的偏心率,用辛普森积分法求油膜承载力,用插值法不断改变油膜偏心率直到油膜承载力与轴承处支反力大小相等.对小扰动下的雷诺方程继续用Matlab进行求解得到4个扰动压力,再用辛普森积分法求得动特性系数.取宽径比为0.2,偏心率为0.4,通过将所编制的程序与窄轴承简化公式的计算值对比发现算法可靠.计算结果表明轴承的交叉阻尼系数几乎相等,并用Matlab绘制了轴承的扰动压力分布图.     

油槽设计对轴承润滑性能的影响研究

以轴承为研究对象,采用CFD方法建立了轴承流体润滑仿真模型.基于该模型,系统地研究了油槽设计对轴承润滑的影响,获取不同油槽宽度、深度下轴承的压力分布、流速分布.结果表明,这些参数对油膜压力分布、流速分布影响均较为明显.     

海水淡化高压泵水润滑轴承液膜压力分布

针对海水淡化高压多级泵水润滑轴承的可靠性论证研究和探究其液膜动力传递机理,并分析液膜压力分布及其影响因素,文中采用有限差分法数值求解二维定常雷诺方程将方程离散化处理,并且采用超松弛迭代法求解离散的线性方程组以达到加速收敛的目的,通过Matlab编程求得海水淡化泵水润滑轴承沿周向的水膜压力先增后减并呈现出非线性,而沿轴向则呈抛物线分布,并通过对轴承宽径比和偏心率参数方案的选择对比,研究其影响水润滑轴承的压力分布,结果显示水膜压力随轴承宽径比和偏心率的增大而增大.验证结果表明前期设计的水润滑轴承,能够保证水润滑轴承所起的安全润滑和支撑作用.     

双向推力轴承支承结构对润滑性能的影响

为分析水泵水轮机双向推力轴承支承结构对润滑性能的影响,建立了推力轴承的三维热弹流动力润滑数学模型,并给出了合理的边界条件. 分别通过有限差分法和大型有限元软件Ansys11.0求解热流体动力润滑模型和瓦块的热弹变形,二者之间的数据传递通过自编接口自动实现. 将文中所建立的计算模型应用于算例分析,得到额定工况下的油膜厚度、油膜压力和瓦块温度分布情况,通过对理论计算结果和试验测量结果对比发现两者吻合较好. 在此基础上分析了3种不同支承结构下的轴承静特性分布和瓦面热弹变形分布趋势.结果表明：选择合理的支承结构将明显提高轴承的润滑性能,条形支承结构和双托盘支承结构的瓦面热弹变形分布比单托盘支承结构更加合理,因此润滑性能要明显优于单托盘支承结构.     

考虑表面粗糙度与空化效应的组合密封润滑分析

为了研究表面粗糙度及空化效应对压裂泵柱塞密封副密封性能的影响,基于稳态Reynolds方程,建立了粗糙峰和空化效应影响下组合密封的弹流润滑数值模型.在数值模拟基础上,采用有限体积法求解稳态Reynolds方程,研究了密封副在表面粗糙度影响下的油膜厚度、油膜压力、油膜流速分布规律,以及不同的往复速度和滑环表面粗糙度对密封性能的影响.结果表明,外行程流体动压效应微弱,油膜在空气侧附近会出现空化现象;较高的往复速度有利于减小泄漏量及摩擦阻力;滑环表面粗糙度从0.8μm增加到1.8μm时,净泄漏量与外行程摩擦力分别升高了180.4%和11.17%.因此,在工作过程中应设置较高的往复速度和使用较低粗糙度的滑环以提高密封性能.     

高速圆形可倾瓦推力轴承的润滑性能

考虑离心力影响，采用有限元法，对高速重载设备中所应用的圆形可倾瓦推力轴承的润滑性能问题进行了热弹流分析。通过软件程序模拟出不同工况下高速圆形可倾瓦推力轴承瓦面的油膜形状分布、油膜压力分布及油膜温度分布及功率损耗、流量等参数，并与不考虑离心力时的数据进行了比较，得出离心力对高速圆形可倾瓦推力轴承的润滑性能的影响不能忽略的结论。     

多轴压缩装置滑动轴承-转子系统不平衡响应分析

本文从转子动力学角度出发,结合达朗贝尔原理和传递矩阵法建立了转子离散化动力学方程,基于流体动压轴承理论和有限差分法计算非线性油膜压力,提出了一种由滑动轴承支承的多轴离心压缩机转子系统动力学模型,并从轴心轨迹、轴承偏心率、频谱响应等方面,分析了该非线性轴承-转子系统的不平衡效应及振动特征。结果表明：转子在理想化的不平衡量下,振动特征主要表现为次同步涡动。随着不平衡量的增加,转子主同步响应增大,在0.2g*mm不平衡量下,转子系统出现多重椭圆轨迹,非常不利于转子系统的使用寿命。在G1平衡精度下,转子系统具有良好的动力学特性,可保证多轴压缩机主轴转子系统在正常工况下稳定健康运转。     

关于滑动轴承维修的几个问题

农业机械上的滑动轴承包括连杆轴承、曲轴主轴承以及各种传动轴的衬套。滑动轴承是一种易损零件,滑动轴承因润滑不良而损坏,俗称为“烧瓦”。如果农业机械发生“烧瓦”事故,将被迫进行一系列拆卸、修理及装配,费时又费力,因此需要尽力避免。     

推力滑动轴承油膜厚度对流场的影响

对推力滑动轴承轴瓦的瓦面进行模型建立,然后对模型进行网格划分、边界设置,最后通过迭代计算,得到推力轴承内部流场特征,了解到流场的流动趋势和压力分布规律。在此基础上对相同油膜厚度、不同结构瓦面的滑动轴承进行比较分析,并进一步分析了不同油膜厚度对轴承流场的影响。