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入口压差扰动下螺旋槽动压止推轴承动态响应特性研究
1
作者 董志强 白苗岑 于根亮 《润滑与密封》 北大核心 2025年第7期24-29,共6页
稳定性和承载能力与轴承参数的数值关联一直是空气轴承设计的基础,大扰动下轴承系统稳定性的非线性行为极难数值表征和量化分析。基于气动力学方程仿真,合理引入人工入口压差扰动,研究螺旋槽止推轴承的动力响应特性。结果表明:随扰动强... 稳定性和承载能力与轴承参数的数值关联一直是空气轴承设计的基础,大扰动下轴承系统稳定性的非线性行为极难数值表征和量化分析。基于气动力学方程仿真,合理引入人工入口压差扰动,研究螺旋槽止推轴承的动力响应特性。结果表明:随扰动强度增加,人工扰动的输入和轴承气动承载力的动态响应出现函数形式差异,这是不稳定出现的分叉点;通过更改轴承螺旋槽槽型,可以有效改善动态响应的差异,从而有效削除不稳定性行为。研究结果为轴承的设计提供了参考。 展开更多
关键词 螺旋槽止推轴承 动态响应特性 槽型 稳定性 扰动 承载力
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高超声速大动压下整流罩分离测力风洞试验 被引量：2
2
作者 钟俊 林敬周 +1 位作者 解福田 赵健 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期98-106,共9页
针对高超声速试验模型整体式整流罩的反推火箭拔罩分离问题,开展了反推火箭喷流模拟方法和风洞测力试验装置设计研究,试验模拟了马赫数5、动压33 kPa时整流罩反推喷流干扰效应和分离距离影响,获得了反推喷流和分离距离影响下的整流罩气... 针对高超声速试验模型整体式整流罩的反推火箭拔罩分离问题,开展了反推火箭喷流模拟方法和风洞测力试验装置设计研究,试验模拟了马赫数5、动压33 kPa时整流罩反推喷流干扰效应和分离距离影响,获得了反推喷流和分离距离影响下的整流罩气动特性。试验研究表明:反推火箭拔罩分离过程中,喷流干扰作用主导了整流罩的气动特性,使得法向力系数、轴向力系数和俯仰力矩系数分别出现了44.5%、32.4%和198.6%的最大变化量;在负迎角下,整流罩压心前移显著,使得静稳定设计的整流罩呈现出静不稳定性,不利于整流罩安全分离;分离距离越大,分离距离变化对整流罩气动特性的影响越弱;将分离初始迎角限定为小的正迎角,整流罩在分离过程中容易保持姿态稳定,有利于整流罩安全分离。 展开更多
关键词 整流罩分离 反推火箭喷流 天平测力试验 大动压 高超声速
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压水堆主泵及液态金属泵转子动力学研究进展 被引量：3
3
作者 吴大转 曹廷发 +2 位作者 翟立宏 贠莹莹 黄滨 《流体机械》 CSCD 北大核心 2024年第1期30-40,共11页
核主泵是核电站的关键设备之一,也是反应堆冷却系统的唯一旋转机械设备,其稳定运转对整个反应堆的正常工作至关重要,因此,针对核反应堆主泵开展转子动力学研究,探究主泵转子部件的模态振型、固有频率和支撑系统的刚度阻尼、液膜厚度十... 核主泵是核电站的关键设备之一,也是反应堆冷却系统的唯一旋转机械设备,其稳定运转对整个反应堆的正常工作至关重要,因此,针对核反应堆主泵开展转子动力学研究,探究主泵转子部件的模态振型、固有频率和支撑系统的刚度阻尼、液膜厚度十分必要。以国内外有关压水堆主泵及液态金属泵的转子动力学研究为重点,围绕压水堆主泵、钠冷快堆主泵、熔盐堆主泵、铅冷快堆主泵4种核主泵类型,从核主泵及其转子部件的结构特点出发,对现阶段主泵导轴承润滑性能和主泵转子结构固有频率、模态分析、临界转速等转子动力学特性的研究进展进行综述和展望,以期对有关核主泵转子动力学特性的计算分析起到一定的借鉴和指导作用。 展开更多
关键词 压水堆主泵 液态金属泵 轴承 转子动力学 模态分析
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基于流固耦合的波箔动压气体轴承承载性能优化 被引量：1
4
作者 李东东 贾晨辉 +2 位作者 张飞 路艳辉 杨鲁强 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期125-132,共8页
基于有限元软件Ansys Workbench,建立波箔动压气体轴承在可压缩流体介质中运动的有限元模型,采用6DOF动网格计算方法对轴承的运动状态进行流固耦合数值模拟,探讨不同转速和波箔片结构参数(波箔的长度比、高度以及厚度)对轴承承载性能的... 基于有限元软件Ansys Workbench,建立波箔动压气体轴承在可压缩流体介质中运动的有限元模型,采用6DOF动网格计算方法对轴承的运动状态进行流固耦合数值模拟,探讨不同转速和波箔片结构参数(波箔的长度比、高度以及厚度)对轴承承载性能的影响规律。结果表明:轴承气膜压力大小的分布与平箔片变形量的大小成对应关系,说明提出的流固耦合方法能很好地反映波箔动压气体轴承的润滑状态;随着转速的增大,轴承动压效应不断增强,承载力增大,且平箔片的结构变形不断增大,致使气膜压力的收敛区发生波动;随着波箔的长度比和波箔片厚度的增加,轴承承载力先快速增大后趋于稳定,而波箔片高度对承载力影响不大,表明适当增加波箔的长度比和波箔片厚度可以提高承载力。 展开更多
关键词 波箔动压气体轴承 流固耦合 波箔片结构参数 承载力
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三楔气体轴承的动静压特性分析
5
作者 章晨昕 洪伟荣 郑水英 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1970-1980,共11页
针对氢燃料电池汽车车载空压机的轴承-转子系统,提出兼具静压和动压特性的三楔式气体轴承.开展轴承动静压耦合作用机制和流场特性、动静态参数研究,并与传统的圆柱气体轴承进行对比.为了计算轴承的流场特性,在Fluent软件的用户自定义函... 针对氢燃料电池汽车车载空压机的轴承-转子系统,提出兼具静压和动压特性的三楔式气体轴承.开展轴承动静压耦合作用机制和流场特性、动静态参数研究,并与传统的圆柱气体轴承进行对比.为了计算轴承的流场特性,在Fluent软件的用户自定义函数(UDF)中编写动网格程序,并提出相应的计算流体力学(CFD)瞬态模拟方法来求解轴颈任意偏心位置时的轴承非线性气膜力与动态参数.研究表明,在运行工况变化时,三楔气体轴承动静压效应的强度会不断变化,但始终能通过耦合效应为转子提供有效、稳定的支承.在低转速范围内,静压效应是影响三楔气体轴承性能的主要因素,表现出与圆柱气体轴承相似的支承效果,保证车载压缩机在启停或升速过程中的稳定运转.当转速增大时,三楔气体轴承的动压效应显著增强,能在更低的供气压力下为高速旋转的车载压缩机提供支承.相较于需要外接气源的圆柱气体轴承,三楔气体轴承能在仅利用氢燃料电池汽车供气系统内部气路的情况下为转子提供稳定的支承,适应车载空压机中气体压力有限且须频繁启停、变速的工作环境. 展开更多
关键词 气体轴承 动静压耦合 动压效应 轴承特性 氢燃料电池汽车
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循环荷载对粉土海床中单桩横向承载特性的影响
6
作者 汪明元 孙吉主 +1 位作者 王勇 杨洋 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S02期189-193,共5页
在较大的波浪荷载作用下,海洋单桩会出现承载力降低、甚至失稳现象。利用GDS三轴仪对杭州湾重塑海相粉土进行了静三轴、动三轴和循环后静三轴不排水剪试验,研究了循环荷载作用对循环后粉土变形和不排水强度特性的影响,分别建立了动孔压... 在较大的波浪荷载作用下,海洋单桩会出现承载力降低、甚至失稳现象。利用GDS三轴仪对杭州湾重塑海相粉土进行了静三轴、动三轴和循环后静三轴不排水剪试验,研究了循环荷载作用对循环后粉土变形和不排水强度特性的影响,分别建立了动孔压比与循环应力比和循环次数、动孔压比与循环后不排水强度比及割线模量比的经验关系式。在此基础上,根据波浪荷载在海床深度方向的剪应力比分布,得到了桩侧粉土刚度和强度的衰减比深度分布,计算了波浪荷载对单桩横向承载特性的影响。在本算例条件下,波浪荷载对粉土海床的强度和刚度弱化随深度急剧衰减,影响深度约40 m,海床浅部约5 m深度有液化现象,循环荷载后桩身的刚性反应增强、位移和反弯点深度增加,弯矩和侧压力减小,总的横向承载力降低约40%。 展开更多
关键词 循环应力比 动孔压比 不排水强度 割线模量 横向承载力
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S-CO_(2)介质止推箔片气体动压轴承特性研究
7
作者 李文俊 杨靖贵 +3 位作者 曲智旭 朱鹏程 刘水华 冯凯 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期77-88,共12页
针对超临界二氧化碳(SupercriticalCarbon Dioxide,S-CO_(2))润滑波箔型止推箔片气体动压轴承,通过反向传播(Back Propagation,BP)神经网络算法提出S-CO_(2)的物性模型,并考虑轴承工作时的非理想气体效应,提出考虑湍流效应气体润滑模型... 针对超临界二氧化碳(SupercriticalCarbon Dioxide,S-CO_(2))润滑波箔型止推箔片气体动压轴承,通过反向传播(Back Propagation,BP)神经网络算法提出S-CO_(2)的物性模型,并考虑轴承工作时的非理想气体效应,提出考虑湍流效应气体润滑模型、箔片结构力学模型和气膜平均温升计算方法,对止推箔片气体动压轴承的静动态特性进行研究,并分析不同结构参数对箔片气体轴承静动态特性的影响规律.结果表明,本文提出的物性模型准确度高,相关系数高达99.997%.以S-CO_(2)为润滑介质的止推箔片气体动压轴承具有更高的承载力,且在适当范围内减小最小初始气膜厚度或增加膜厚比可以提高轴承的承载力.以S-CO_(2)为介质的止推箔片气体动压轴承的动态刚度系数和动态阻尼系数均远高于常温常压空气介质下的止推箔片气体动压轴承.随着最小初始气膜厚度减小,轴承的动态刚度系数和动态阻尼系数均迅速增加. 展开更多
关键词 止推箔片气体动压轴承 超临界二氧化碳(S-CO_(2)) 反向传播神经网络 静态特性 动态特性
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滑动轴承压力分布及动特性系数 被引量：31
8
作者 史冬岩 张成 +2 位作者 任龙龙 张亮 彭梁 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期1134-1139,共6页
为了对滑动轴承的压力分布和动特性进行研究,基于有限差分法求解静态雷诺方程,得出滑动轴承油膜压力的分布情况,分析了油膜压力作用下轴瓦合金层的应力分布情况。通过求解扰动压力微分方程,得出有限宽滑动轴承的动特性系数。研究表明,... 为了对滑动轴承的压力分布和动特性进行研究,基于有限差分法求解静态雷诺方程,得出滑动轴承油膜压力的分布情况,分析了油膜压力作用下轴瓦合金层的应力分布情况。通过求解扰动压力微分方程,得出有限宽滑动轴承的动特性系数。研究表明,油膜压力呈三维抛物面分布,在油膜压力峰值处合金层应力最大,在油膜压力梯度最大处应变最大,油膜动特性系数随着偏心率的增大而增大,交叉阻尼近似相等。 展开更多
关键词 滑动轴承 油膜压力 有限差分法 动特性系数
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轴向磁悬浮轴承的力学特性分析 被引量：13
9
作者 汪希平 张直明 +1 位作者 于良 万金贵 《应用力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第3期29-34,共6页
介绍了五自由度电磁轴承系统中轴向磁悬浮轴承的各种可能受力情况 ,及其位移传感器的安装位置在分析上述情况时的作用 ;同时讨论了轴向磁悬浮轴承对径向轴承的影响 ,分析了一般情况下径向位移传感器的安装位置对轴向和径向轴承间静态和... 介绍了五自由度电磁轴承系统中轴向磁悬浮轴承的各种可能受力情况 ,及其位移传感器的安装位置在分析上述情况时的作用 ;同时讨论了轴向磁悬浮轴承对径向轴承的影响 ,分析了一般情况下径向位移传感器的安装位置对轴向和径向轴承间静态和动态力耦合以及系统稳定性的影响。分析结果表明位移传感器的安装位置对电磁轴承系统的稳定性分析有着重要的影响 。 展开更多
关键词 磁悬浮轴承 轴向轴承 耦合 静力学 动力学
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船舶可倾瓦推力轴承润滑油膜的轴向动特性计算方法 被引量：9
10
作者 张赣波 赵耀 +1 位作者 储炜 袁华 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2017年第5期603-612,共10页
推力环和推力瓦之间的楔形润滑油膜是实现螺旋桨推力传递的重要环节,其轴向动特性直接关乎船舶轴系转子的纵向振动特性。文章分别论述了船舶可倾瓦推力轴承楔形润滑油膜轴向动特性的一维流近似解析方法和二维流数值方法,在已求得油膜静... 推力环和推力瓦之间的楔形润滑油膜是实现螺旋桨推力传递的重要环节,其轴向动特性直接关乎船舶轴系转子的纵向振动特性。文章分别论述了船舶可倾瓦推力轴承楔形润滑油膜轴向动特性的一维流近似解析方法和二维流数值方法,在已求得油膜静特性基础上,分别结合偏导数法和小摄动法获解了油膜动特性,推导了两种方法计算油膜动特性的求解式,并给出了详细计算过程。以某船舶可倾瓦推力轴承为算例,对两种方法的计算结果作了比较分析,得到了最小油膜厚度、油膜承载力和油膜轴向刚度三者间的一般变化规律,讨论了油膜动特性随轴转速的变化关系。计算结果为基于转子动态模型研究轴系纵向振动的传递机理提供了油膜动特性数据。 展开更多
关键词 可倾瓦 推力轴承 动压润滑 油膜动特性
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基于动力学和摩擦学分析的曲轴疲劳强度分析 被引量：13
11
作者 何芝仙 桂长林 +1 位作者 李震 孙军 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期470-475,共6页
以某4缸柴油机曲轴为研究对象,根据曲轴的承载特点,提出了基于曲轴—轴承系统动力学和摩擦学分析的曲轴动应力计算方法,即在曲轴有限元分析时通过在曲轴轴颈表面动态施加包含曲轴—轴承系统动力学和摩擦学特性的动态油膜压力计算曲轴动... 以某4缸柴油机曲轴为研究对象,根据曲轴的承载特点,提出了基于曲轴—轴承系统动力学和摩擦学分析的曲轴动应力计算方法,即在曲轴有限元分析时通过在曲轴轴颈表面动态施加包含曲轴—轴承系统动力学和摩擦学特性的动态油膜压力计算曲轴动应力,最后把损伤积累理论应用于曲轴疲劳强度计算。计算结果表明:动应力在曲轴轴颈表面的分布主要取决于油膜力对其弯曲和扭转作用以及应力集中效应,动应力随时间的变化与内燃机的发火次序密切相关。与传统方法相比,由损伤积累理论计算的曲轴安全系数下降了5.34%。 展开更多
关键词 曲轴-轴承系统 动态油膜压力 动应力 损伤积累理论 雨流计数法
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超精密机床径推一体式空气静压轴承的静态特性(英文) 被引量：8
12
作者 张飞虎 付鹏强 +1 位作者 汪圣飞 张强 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期607-615,共9页
提出了一种新的径推一体式静压主轴支撑方式来优化机床主轴系统性能,以满足超精密飞切机床对气体静压轴承高刚度的要求。采用计算流体力学和有限体积法对气体静压轴承气膜内部的流场与压力场进行仿真,并研究其静态特性。为提高计算精度... 提出了一种新的径推一体式静压主轴支撑方式来优化机床主轴系统性能,以满足超精密飞切机床对气体静压轴承高刚度的要求。采用计算流体力学和有限体积法对气体静压轴承气膜内部的流场与压力场进行仿真,并研究其静态特性。为提高计算精度,完成了轴承宏观尺寸与气膜厚度相差几个数量级时气膜厚度方向2μm间距的网格划分。仿真结果表明,在偏心状态下由于气膜压力的变化使节流孔气体流速在1～200m/s内变化,机床所采用径推一体式轴承静态刚度达到3 508N/μm。研究表明,通过增大轴承的供气压强和减小节流孔的直径可改善轴承的静态性能进而提升机床性能。 展开更多
关键词 空气静压轴承 径推一体轴承 承载力 轴承刚度 超精密机床 计算流体力学
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基于两相流理论的滑动轴承流场计算分析 被引量：36
13
作者 张楚 杨建刚 +1 位作者 郭瑞 孙丹 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第29期80-84,共5页
提出采用计算流体力学(computation fluid dynamic,CFD)两相流理论建立滑动轴承流场求解模型。该模型认为负压区内油与油汽混合存在,更符合实际情况。比较了两相流模型计算结果和实验结果的差别以及3种模型计算结果之间的差别。3种模型... 提出采用计算流体力学(computation fluid dynamic,CFD)两相流理论建立滑动轴承流场求解模型。该模型认为负压区内油与油汽混合存在,更符合实际情况。比较了两相流模型计算结果和实验结果的差别以及3种模型计算结果之间的差别。3种模型求出的最大油膜压力基本相同,而载荷有所差别。考虑负压区内的油膜作用后,两相流模型求出的有效载荷与实验数据更加吻合。单/两相流模型求出的载荷差随着偏心率的增加而增大。油膜汽化比例随转速、偏心率和汽化压力的增大而增大,随进油压力的增大而减小。虽然两相流模型每步迭代所需的时间较长,但是两相流模型收敛速度快,总的计算时间大约只是单相流模型的44%。 展开更多
关键词 滑动轴承 两相流 计算流体力学 负压区 汽化比例
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高速重载静压推力轴承润滑性能研究 被引量：13
14
作者 于晓东 高春丽 +3 位作者 邱志新 谭力 李欢欢 庄建新 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第23期3230-3234,共5页
以某高速重载数控5m立车的环形腔静压推力轴承为对象,对其润滑性能进行了研究,推导出静压承载力与油膜厚度的关系式。依据计算流体力学(CFD)理论,采用ANSYS ICEM CFD和ANSYS CFX软件对环形腔静压推力轴承内部流体压力场、温度场和速度... 以某高速重载数控5m立车的环形腔静压推力轴承为对象,对其润滑性能进行了研究,推导出静压承载力与油膜厚度的关系式。依据计算流体力学(CFD)理论,采用ANSYS ICEM CFD和ANSYS CFX软件对环形腔静压推力轴承内部流体压力场、温度场和速度场进行了仿真计算,通过改变油膜厚度实现对工作台承载变化的研究,得到了不同油膜厚度时压力场、温度场和速度场的变化规律,实现了高速重载静压推力轴承润滑性能预测。 展开更多
关键词 静压推力轴承 计算流体力学 润滑性能 高速重载 模拟研究
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可倾瓦推力轴承的线性和非线性动特性研究 被引量：17
15
作者 李忠 袁小阳 朱均 《中国机械工程》 CAS CSCD 北大核心 2000年第5期560-562,共3页
建立可倾瓦推力轴承中油膜对镜板的作用力和油膜作用于可倾瓦的力矩的准静态线性和非线性动力学模型 ,并且通过对油膜压力进行二阶泰勒级数展开推导出 4 0个油膜对镜板的作用力和油膜作用于可倾瓦的力矩的线性和非线性刚度及阻尼系数 。
关键词 可倾瓦推力轴承 非线性动力学 动特性
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钢管混凝土支架在千米深井动压巷道中的应用 被引量：19
16
作者 高延法 刘珂铭 +4 位作者 何晓升 谢浩 高琨鹏 陈冰慧 张凤银 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2015年第8期7-12,共6页
为解决华丰矿煤矿-1 100 m水平大巷支护过程中出现的围岩变形量大、变形持续时间长的问题,采用现场地质调查、理论计算和现场监测相结合的方法,分析了围岩变形特征和巷道失稳破坏的原因,在此基础上,依据深井巷道承压环强化支护理论,提... 为解决华丰矿煤矿-1 100 m水平大巷支护过程中出现的围岩变形量大、变形持续时间长的问题,采用现场地质调查、理论计算和现场监测相结合的方法,分析了围岩变形特征和巷道失稳破坏的原因,在此基础上,依据深井巷道承压环强化支护理论,提出了基于钢管混凝土支架的高强度复合支护形式:支架断面设计为弧墙半圆拱形,主体钢管选用194 mm×8 mm无缝钢管,充填C40钢纤维混凝土,辅助锚网喷支护和围岩加固注浆。研究结果表明:该支护体系能够给围岩提供0.93 MPa以上的支护反力,可有效抑制围岩向巷道空间内移动,支护稳定后,巷道围岩最终变形量小于150 mm,满足巷道变形要求;围岩结构的非对称性会导致围岩产生非对称变形,应结合支架承载力监测数据加强对变形关键部位的控制。 展开更多
关键词 钢管混凝土支架 深井巷道 动压巷道 承压环理论
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基于FLUENT的液体动静压轴承数值模拟 被引量：33
17
作者 马涛 戴惠良 刘思仁 《东华大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2010年第3期279-282,共4页
针对多油腔动静压轴承压力油流动的复杂性,使用计算流体动力学软件FLUENT对液体动静压轴承压力场、温度场的分布进行研究,得到了动静压轴承内部压力场、温度场的分布,并进一步分析了承载力与偏心率的关系.
关键词 动静压轴承 计算流体动力学 压力场 有限体积法
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水轮发电机组电气制动技术分析 被引量：16
18
作者 徐青山 乐秀璠 +1 位作者 陈俊 张欣 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2002年第8期32-34,共3页
介绍了电气制动的工作原理 ,它是基于同步电机的电枢反应。电气制动相比于机械制动具有制动力矩大、停机速度快、清洁无污染 ,但随着当前推力轴瓦的较大改善 ,机械制动也日趋成为可能。就新形势下水轮发电机组采用电气制动技术中存在的... 介绍了电气制动的工作原理 ,它是基于同步电机的电枢反应。电气制动相比于机械制动具有制动力矩大、停机速度快、清洁无污染 ,但随着当前推力轴瓦的较大改善 ,机械制动也日趋成为可能。就新形势下水轮发电机组采用电气制动技术中存在的一些问题 ,如加装电气制动装置带来资金、场地的困难 ,以及在已安装电气制动的机组上实际运行所暴露出的制动电流过大 ,投入时间间隔过短等缺陷提出了将电气制动与励磁系统结合、电气制动与机械制动混合制动的改良措施。 展开更多
关键词 水轮发电机组 电气制动 推力轴瓦 制动力矩 制动模式
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圆形瓦推力轴承动特性研究 被引量：6
19
作者 马希直 张功学 朱均 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第4期300-303,共4页
建立了圆形可倾瓦推力轴承动特性计算的数学模型 ,考虑瓦变形对轴承性能的影响 ,对中心支承条件下的圆瓦推力轴承的动特性数学模型进行了有限元求解 ,得出了圆瓦推力轴承的动特性系数值 ,同时讨论了弹簧支承时的弹簧刚度选取依据 .所得... 建立了圆形可倾瓦推力轴承动特性计算的数学模型 ,考虑瓦变形对轴承性能的影响 ,对中心支承条件下的圆瓦推力轴承的动特性数学模型进行了有限元求解 ,得出了圆瓦推力轴承的动特性系数值 ,同时讨论了弹簧支承时的弹簧刚度选取依据 .所得结果可用于指导圆形瓦推力轴承的设计和应用 . 展开更多
关键词 圆形瓦 推力轴承 动特性 控制方程 有限元
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沟槽形表面织构对柱塞密封副摩擦性能的影响 被引量：21
20
作者 王国荣 廖代胜 +3 位作者 钟林 廖文玲 李梦媛 魏刚 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期165-173,共9页
目的提高压裂泵柱塞表面的摩擦学性能。方法基于稳态二维不可压缩Reynolds方程,建立沟槽形表面织构化柱塞动压润滑理论模型,然后利用有限差分法和高斯-赛德尔迭代法求解柱塞表面的油膜压力分布和剪切应力,进而获得油膜承载力和摩擦系数... 目的提高压裂泵柱塞表面的摩擦学性能。方法基于稳态二维不可压缩Reynolds方程,建立沟槽形表面织构化柱塞动压润滑理论模型,然后利用有限差分法和高斯-赛德尔迭代法求解柱塞表面的油膜压力分布和剪切应力,进而获得油膜承载力和摩擦系数,开展最小油膜厚度、织构的深度、横截面形状、面积占比以及分布角度对柱塞密封副油膜承载能力和摩擦系数影响规律的数值分析。结果随矩形沟槽织构深度从2μm增加到40μm,织构的动压润滑性能先增大后减小,当深度约为最小油膜厚度的0.6倍时达到最佳,并且最小油膜厚度越大,织构的动压效应越差。4种横截面沟槽织构的动压润滑性能优劣顺序为:矩形>内凸阶梯型>椭圆形>V型。随织构宽度从100μm增加到480μm,油膜承载力先增加后减小,宽度在360μm(72%面积占比)时达到最大。在6种分布角度中,60°矩形沟槽织构的润滑减磨性能最好。结论在流体动压润滑范围内,适当减小最小油膜厚度,沟槽底部尽可能平整,保持织构深度略小于最小油膜厚度,并使垂直速度方向油膜收敛区域的织构长度较长,便能获得润滑减摩性能较好的沟槽形表面织构。合理参数的沟槽形织构能够极大提高压裂泵柱塞表面的油膜承载力,降低摩擦系数,有利于延长柱塞密封副的使用寿命。 展开更多
关键词 压裂泵柱塞 表面织构 沟槽 动压润滑 织构参数 油膜承载力 摩擦系数
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