航空发动机主轴双半内圈角接触球轴承滑蹭特性分析 被引量：1

1

作者 段渊博 崔永存 +1 位作者 汪静静 杨志文 《机电工程》 北大核心 2025年第4期628-638,共11页

为了解决某航空发动机主轴双半内圈角接触球轴承的滑蹭失效问题,对钢球和滚道接触状态影响轴承滑蹭现象进行了研究,建立了双半内圈角接触球轴承动力学分析模型,研究了轴承发生三点接触时,钢球运动状态、钢球与滚道滑蹭的变化规律,通过... 为了解决某航空发动机主轴双半内圈角接触球轴承的滑蹭失效问题,对钢球和滚道接触状态影响轴承滑蹭现象进行了研究,建立了双半内圈角接触球轴承动力学分析模型,研究了轴承发生三点接触时,钢球运动状态、钢球与滚道滑蹭的变化规律,通过改变轴承结构设计参数,提升了双半内圈角接触球轴承抗蹭伤的能力。首先,基于滚动轴承动力学理论,建立了双半内圈角接触球轴承的动力学模型,并采用预估-校正的GSTIFF变步长积分算法,求解了动力学微分方程组;然后,以钢球接触状态、钢球运转稳定性及轴承摩擦功耗为分析指标,分析了轴承滑蹭产生的机理;最后,分析了钢球接触状态、垫片厚度和工作游隙对轴承产生滑蹭的影响规律。研究结果表明:轴承在处于即将发生三点接触临界状态时,轴承滑蹭现象最轻,轴承接触区域摩擦功耗最低,不会因接触区温升过快造成轴承失效;在一定的范围内,垫片厚度和径向工作游隙越小,则轴承发生的滑蹭现象越轻,其最优参数为垫片厚度0.125 mm、径向工作游隙0.221 mm,此时轴承的工作状态为刚发生三点接触的临界状态,钢球和内滚道之间发生的滑蹭现象最轻,轴承摩擦功耗最小。该结果可为解决某航空发动机主轴双半内圈角接触球轴承的滑蹭失效问题提供参考。 展开更多

关键词 航空发动机主轴轴承 双半内圈角接触球轴承 滑蹭特性 滚动轴承动力学分析模型 轴承结构设计参数 三点接触状态 轴承接触区域摩擦功耗

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三楔气体轴承的动静压特性分析

2

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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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

3

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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基于流固耦合的滑动轴承非线性油膜动特性研究 被引量：5

4

作者 毛文贵 韩旭 刘桂萍 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期383-387,403,共6页

针对采用传统静态滑动轴承动力特性系数分析转子从启动到稳定在平衡位置这段时间内瞬态响应的误差较大的问题,提出了采用有限变分法和Newmark-β法相结合的非线性油膜动特性动态分析方法。该方法首先采用有限变分法计算非线性油膜动力... 针对采用传统静态滑动轴承动力特性系数分析转子从启动到稳定在平衡位置这段时间内瞬态响应的误差较大的问题,提出了采用有限变分法和Newmark-β法相结合的非线性油膜动特性动态分析方法。该方法首先采用有限变分法计算非线性油膜动力特性系数,解决了采用有限差分法时多次迭代的时效问题,大大提高了计算效率;然后根据计算得到的非线性油膜动力特性系数,通过Newmark-β法分析转子系统的瞬态响应,用学科间迭代方法实现了非线性油膜动力特性系数与转子瞬态响应之间的流固耦合;最后以Jeffcott转子系统为例,对比研究了传统静态分析方法与动态分析方法。结果证明,采用动态分析方法得到的转子系统瞬态响应幅值更小,精度更高。 展开更多

关键词 转子动力学 滑动轴承 动态分析 有限变分法 油膜动力特性系数 流固耦合

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阶梯动压滑动轴承油膜流态可视化试验研究 被引量：4

5

作者 张绍林 位永刚 +1 位作者 李瑞珍 郭红 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2014年第8期31-34,共4页

阶梯动压滑动轴承深腔和浅腔油膜厚度相差较大,油膜流态会随之发生变化。采用可视化试验方案,利用气泡示踪法研究阶梯动压滑动轴承在深、浅腔及边界处的油膜流态变化规律,考察主轴转速、最小半径间隙对油膜流态的影响。结果表明:阶梯轴... 阶梯动压滑动轴承深腔和浅腔油膜厚度相差较大,油膜流态会随之发生变化。采用可视化试验方案,利用气泡示踪法研究阶梯动压滑动轴承在深、浅腔及边界处的油膜流态变化规律,考察主轴转速、最小半径间隙对油膜流态的影响。结果表明:阶梯轴承的台阶突变处易导致油膜涡旋,出现紊流、层流混合现象;随着转速增加,深腔处油膜紊流现象加剧,随半径间隙增大,浅腔处容易产生紊流现象。试验数据与理论判据计算结果趋势一致。 展开更多

关键词 阶梯动压滑动轴承 流态可视化 气泡示踪法 层流 紊流

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混合流态下高速动压滑动轴承热润滑性能 被引量：2

6

作者 王迎佳 魏涛 +1 位作者 岑少起 秦东晨 《河南科技大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2014年第3期8-12,17,共6页

以有限宽高速动压径向滑动轴承为研究对象,基于层流和紊流流态下的雷诺方程、能量方程和温黏关系建立了混合流态时轴承静态特性分析模型;采用差分法求解控制方程组,分析某工况下滑动轴承油膜中雷诺数、压力、温度的二维分布以及承载力... 以有限宽高速动压径向滑动轴承为研究对象,基于层流和紊流流态下的雷诺方程、能量方程和温黏关系建立了混合流态时轴承静态特性分析模型;采用差分法求解控制方程组,分析某工况下滑动轴承油膜中雷诺数、压力、温度的二维分布以及承载力和摩擦力等特性参数的变化,并与单一流态下的特性结果进行对比。研究结果表明:不同偏心条件下油膜内流态分布明显不同,大偏心时流态变化复杂;按单一流态计算的静态特性和混合流态计算的结果相比偏差较大;高速轴承润滑性能分析时不能忽略流态的改变和热效应。 展开更多

关键词 滑动轴承 层流 紊流 混合流态 静态特性

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紊流条件下滑动轴承动特性研究 被引量：1

7

作者 郭力 许辉 +1 位作者 李波 伍毅刚 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 1997年第6期43-47,共5页

提出了一种流体动压润滑轴承的计算模型采用以侧隙为准的雷诺数来表征整个流场的紊流影响效应．这种模型区别于曾被普遍采用的局部效应假设，具有理论上的完备性．还分析了影响动力特性计算精度的几个主要因素．指出在紊流状态下，动特... 提出了一种流体动压润滑轴承的计算模型采用以侧隙为准的雷诺数来表征整个流场的紊流影响效应．这种模型区别于曾被普遍采用的局部效应假设，具有理论上的完备性．还分析了影响动力特性计算精度的几个主要因素．指出在紊流状态下，动特性系数的迭代是正确计算轴承稳定极限转速值的关键．文中给出了在全尺寸滑动轴承试验台上的几个实例，以验证所提出的力学模型和计算方法的实际效果． 展开更多

关键词 紊流状态 动特性 滑动轴承 力学模型

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纳米气泡润滑动压水润滑轴承的静动态特性 被引量：3

8

作者 蒋红琰 陈家俊 +1 位作者 姚健 魏久焱 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期84-90,96,共8页

空化、两相流现象是滑动轴承润滑中的典型现象之一,影响着水润滑轴承的静态和动态特性。基于统计物理学及多相流理论,建立大量纳米气泡对流体的阻力模型,以及含纳米气泡的两相流体动力润滑理论模型,并采用有限差分法求解得到压力场、空... 空化、两相流现象是滑动轴承润滑中的典型现象之一,影响着水润滑轴承的静态和动态特性。基于统计物理学及多相流理论,建立大量纳米气泡对流体的阻力模型,以及含纳米气泡的两相流体动力润滑理论模型,并采用有限差分法求解得到压力场、空化气泡数分布及动压水润滑轴承静、动态特性系数,分析并讨论空化两相流对水润滑轴承静、动态特性的影响。结果表明,与Reynolds边界相比,空化条件下轴承的承载力和偏位角均呈增大趋势,动态刚度和阻尼系数也出现不同程度的增加。 展开更多

关键词 动压水润滑轴承 两相流 空化 静动态特性

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滑动轴承动态特性的矩阵分析法 被引量：3

9

作者 王东伟 朱均 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 1995年第3期45-48,57,共5页

用矩阵分析法求解动态Ｒｅｙｎｏｌｄｓ方程，得到了轴承油膜反力分量ｆｘ、ｆｙ的矩阵表达式，并将ｆｘ、ｆｙ分别对位移扰动ｘｒ、ｙｒ及速度扰动ｕｒ、ｖｒ求导，进而得到动特性系数的矩阵形式。这种矩阵分析法，比著名的偏导数法可... 用矩阵分析法求解动态Ｒｅｙｎｏｌｄｓ方程，得到了轴承油膜反力分量ｆｘ、ｆｙ的矩阵表达式，并将ｆｘ、ｆｙ分别对位移扰动ｘｒ、ｙｒ及速度扰动ｕｒ、ｖｒ求导，进而得到动特性系数的矩阵形式。这种矩阵分析法，比著名的偏导数法可少解二次Ｒｅｙｎｏｌｄｓ方程。 展开更多

关键词 动压径向轴承 动态特性 矩阵 滑动轴承 轴承

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进油温度和轴颈转速对径向滑动轴承特性参数的影响 被引量：2

10

作者 吴超 尹雪梅 周增增 《机床与液压》 北大核心 2016年第5期31-32,56,共3页

建立了径向滑动轴承的数学模型,推导了径向轴承的Reynolds方程、能量方程、油膜厚度方程和黏温方程。利用Fortran语言编制了程序,计算了油膜轴承的压力分布、温度分布以及特性参数,研究了进油温度和轴颈转速对轴承特性参数的影响。结果... 建立了径向滑动轴承的数学模型,推导了径向轴承的Reynolds方程、能量方程、油膜厚度方程和黏温方程。利用Fortran语言编制了程序,计算了油膜轴承的压力分布、温度分布以及特性参数,研究了进油温度和轴颈转速对轴承特性参数的影响。结果表明:最高油膜温度、最小油膜厚度和最大油膜压力等特性参数的位置所对应的角度随转速的增加有增大的趋势,随进油口温度的增加,其位置基本不变。特性参数位置的准确计算可以为滑动轴承特征参数的精确测量提供参考。 展开更多

关键词 径向滑动轴承 进油温度 轴颈转速 动特性

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计入供油压力的螺旋油楔动压滑动轴承动静特性分析 被引量：5

11

作者 王丽丽 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2008年第11期77-80,共4页

对螺旋油楔动压滑动轴承的动静特性进行了研究、联立求解雷诺方程、油膜厚度方程和速度方程等,运用有限差分法计算得出有无考虑供油压力情况下,轴承的动静特性参数。结果表明:供油压力使滑动轴承的油膜压力总体上有所提高;供油压力对轴... 对螺旋油楔动压滑动轴承的动静特性进行了研究、联立求解雷诺方程、油膜厚度方程和速度方程等,运用有限差分法计算得出有无考虑供油压力情况下,轴承的动静特性参数。结果表明:供油压力使滑动轴承的油膜压力总体上有所提高;供油压力对轴承的刚度系数和阻尼系数都有不同程度的影响;供油压力的存在加快了流体质点的运动,这对于改善轴承的润滑性能非常有利。因此,研究螺旋油楔动压滑动轴承的动静特性必须计入供油压力的影响。 展开更多

关键词 螺旋油楔动压滑动轴承 供油压力 动静特性

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湍流润滑动静压气体径向滑动轴承性能研究 被引量：6

12

作者 汲腾龙 宋鹏云 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2020年第11期73-82,共10页

以动静压气体径向滑动轴承为研究对象,考虑湍流润滑,基于有限差分方法求解引入湍流因子改良的可压缩雷诺润滑方程,计算湍流润滑动静压气体径向滑动轴承的压力分布,获得轴承承载力、静态刚度、交叉刚度、主刚度、交叉阻尼和主阻尼等表征... 以动静压气体径向滑动轴承为研究对象,考虑湍流润滑,基于有限差分方法求解引入湍流因子改良的可压缩雷诺润滑方程,计算湍流润滑动静压气体径向滑动轴承的压力分布,获得轴承承载力、静态刚度、交叉刚度、主刚度、交叉阻尼和主阻尼等表征动静压轴承静动态特性的基本参数,并分析偏心率、槽深、槽数、长径比等结构参数及轴颈转速和供气压力等工况对轴承静动态性能的影响规律。结果表明:连续性狭缝湍流润滑动静压气体径向滑动轴承的静态特性优于非连续性狭缝;轴承承载力随着偏心率、长期径比的增大而增大,随着槽区长度、槽深的增大而减小,槽数对承载力影响不大;轴承静态刚度随着偏心率的增大先增大后减小,随着长径比、槽深、槽数的增大而增大,随着槽区长度的增大而减小;较大的转速和供气压力有助于提升轴承的承载力和静态刚度;随着偏心率的增大,交叉刚度逐渐增大,主刚度先增大而减小,而交叉阻尼和主阻尼均增大。 展开更多

关键词 动静压轴承 湍流润滑 承载能力 动态特性 气体润滑

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可倾瓦推力轴承润滑油膜静动特性计算的嵌套式二分法与应用 被引量：4

13

作者 李贤燚 赵耀 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2019年第2期142-151,共10页

在舰船推进轴系纵向振动特性分析中,可倾瓦推力轴承润滑油膜的动特性是轴系力传递和振动响应分析的重要环节。该文建立了润滑油膜特性分析的理论模型,以有限差分法为基础,提出了嵌套式二分法,数值求解了油膜静动特性,并分别得出了在轴... 在舰船推进轴系纵向振动特性分析中,可倾瓦推力轴承润滑油膜的动特性是轴系力传递和振动响应分析的重要环节。该文建立了润滑油膜特性分析的理论模型,以有限差分法为基础,提出了嵌套式二分法,数值求解了油膜静动特性,并分别得出了在轴系载荷与转速独立和非独立的情况下,油膜动特性随转速的关系。解释了船舶推进轴系振动实验中,不同转速情况下,相应的频响函数幅值大小的变化规律。 展开更多

关键词 嵌套式二分法 可倾瓦推力轴承 动压润滑油膜 静动特性

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内螺纹织构深度对涡轮增压器浮环轴承油膜动态特性的影响

14

作者 姜璟珺 杨峰 +1 位作者 刘泽中 宾光富 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2022年第10期78-83,共6页

浮环轴承内螺纹织构深度会改变织构区域油膜厚度,导致浮环轴承油膜动态特性变化,从而影响涡轮增压器转子-轴承系统运行稳定性以及工作寿命。基于流体润滑理论,推导含表面织构的浮环轴承油膜控制方程,揭示内螺纹织构深度与浮环轴承油膜... 浮环轴承内螺纹织构深度会改变织构区域油膜厚度,导致浮环轴承油膜动态特性变化,从而影响涡轮增压器转子-轴承系统运行稳定性以及工作寿命。基于流体润滑理论,推导含表面织构的浮环轴承油膜控制方程,揭示内螺纹织构深度与浮环轴承油膜特性之间的关系。以某型涡轮增压器浮环轴承为例,分析内螺纹织构深度对轴承油膜最大压力、油膜承载力、刚度、阻尼等的影响。建立浮环轴承双油膜润滑分析流体动力学模型,利用CFD方法对油膜动态特性进行分析,研究织构深度从6μm增至12μm时的油膜特性。结果表明:在轴颈转速1×10^(3)~2.1×10^(5) r/min范围内,随着织构深度的增加,油膜最大压力、内外油膜承载力、刚度阻尼系数呈现先增大后减小的趋势;在转速超过1×10^(5) r/min后,织构对油膜动态特性系数提升更明显;与无织构轴承相比,织构深度为8μm时,油膜承载力、刚度阻尼等动态特性提升最大。研究表明,在合适的织构深度下,织构可以改善油膜特性,提升轴承的运转稳定性,延长工作寿命。 展开更多

关键词 浮环轴承 表面织构 流体动力学模型 动态特性 刚度 阻尼

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箔片轴承转子系统的非线性动力学特性研究

15

作者 雷群 宋宜强 杜建军 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期8-13,共6页

气体箔片轴承是一种性能良好的气体动压轴承,但是由于箔片轴承结构较复杂,其动静态特性的求解也更加复杂,计算比较耗时。针对目前常用的弱耦合解法存在计算效率低、耗时长的问题,基于同步求解原理,开发一种计算效率较高的强耦合解法。... 气体箔片轴承是一种性能良好的气体动压轴承,但是由于箔片轴承结构较复杂,其动静态特性的求解也更加复杂,计算比较耗时。针对目前常用的弱耦合解法存在计算效率低、耗时长的问题,基于同步求解原理,开发一种计算效率较高的强耦合解法。使用有限差分法计算雷诺方程得到气膜压力分布,将波箔片简化为弹簧模型,然后建立考虑气膜压力、转子运动和箔片变形的箔片轴承转子系统状态方程,实现同步求解。使用该模型对轴承转子系统的动力学特性进行探究,改变转速、转子质量和名义间隙等参数,绘制了转子轨迹图,分析其频谱。仿真结果表明:随着转子转速和质量的增加,系统的稳定性下降;名义间隙过小时,系统变得不稳定,当其增大到某一值时,再增加名义间隙对系统稳定性影响不大。相比传统的弱耦合求解方法,强耦合解法能够进一步提升计算速度和提高计算精度,为箔片轴承的设计和性能预测提供了研究工具。 展开更多

关键词 气体箔片轴承 动力学特性 状态方程 耦合 频谱

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