水润滑橡胶尾轴承模态影响因素分析
平面板条式水润滑橡胶合金轴承润滑性能数值分析
分布、承压 区水膜厚度分布 、线承载能力 以及板条橡胶衬层 的变形情况。结果表明：橡胶弹性变形对轴承润滑特性影响 显著 ，轴 承 的线 承载 能力 随 转 速 的增加 而 增加 ；承 载 区板 条压 力大 、水 膜薄 ，易发 生磨 损 ，需实 时 监测 ，以保 证设 备 运
转精 度 和安 全 。 关 键词 ：弹性 模 量 ；水 润 滑轴 承 ；流 固耦 合 ；数 值 仿 真
ｔ ｉ ｕｆｒｈ ｇ ｒ ｓｕ ｅ，Ｏ ｔｅ ｇ ｔｂ ｒ ｎ ｏ ｗｅ ｒ Ｔ ｕ ｅ ｌｔ ｎｔｒｎ ｆｔｅ ｉ ｅ ｅ ｓｒ ｏｅ ｓ ｒ ｈ ｃ ｈｎ ｓ ｆ ｉｈ ｐ ｅ ｓ ｒ Ｓ ｈ ｙｍｉｈ ｅ ｐ ｏ ｅ ｔ ａ ． ｈ ｓｒａ—ｉ ｅ ｍｅ ｍｏ ｉ ｉ ｇｏ ｍ ｓｎ ｃ ｓａｙ ｔ ｎ ｕ ｅ ｔｅ ａ — ｏ ｈ ｃ ｒｃ ｎ ｅ ｕ ｔ ｕ ｎ ｈ ｐ ｒｔ ｎ ｏ ｈ ｑ ｉｍｅ ｔ ｕ ａ ｙ ａ ｄ ｓｃ ｒ ｙ ｄ ｒ ｇ ｔ ｅｏ ｅ ａｉ ｆｔｅ ｅ ｕｐ ｎ ． ｉ ｉ ｏ
中图分 类 号 ：Ｔ １７２ 文献 标 识码 ：Ａ 文 章编 号 ：０ ５ ０５ （０ Ｉ １— ０ ４ Ｈ １． ２ ４— １０ ２ｕ ｉａ ｉ ｎ Ｐｅ ｆ ｒ ａ ｅ ｏ ａ ｌ ｂ ｍ ｒｃ ｌＡｎ ｌ ｓｓｏ ｂｒｃ ｔｏ ｒ ｏ ｍ ｎｃ ｆＦｌ ｔＳ ａ
Ｔｙ ｅ Ｗ ａ ｅ ｂｒｃ ｔ ｄ Ｒｕ ｂｅ ｌ ｙ Ｂｅ ｒｎ ｓ ｐ ｔ ｒ Ｌｕ ｉ ａ ｅ ｂ ｒ Ａｌ ａ ｉ ｇ ｏ
Ｗ ａ ｇ Ｊａ ｕ Ｗ ｕ Ｓ ｇ Ｘｉｏ Ｋｅ ｎ ｉｘ ｏｎ ａ
（ ｈ ｔｔ ｅ ａ ｏａｏｙｏ ｃ ａ ｉａ Ｔ ａ ｓ ｓｉｎ， ｈ ｎ ｑｎ ｉ ｒｉ ， ｈ ｎ ｑｎ ０ ０ ０， ｈｎ ） Ｔ ｅＳａｅＫ ｙＬ ｂ ｒｔｒ ｆＭｅ ｈ ｎｃｌ ｒｎｍｉ ｏ Ｃ ｏ ｇ ｉｇＵｎｖ ｓｔ Ｃ ｏ ｇ ｉｇ４ ０ ３ Ｃ ｉａ ｓ ｅ ｙ
水润滑橡胶艉轴承动态性能的试验与分析
ｎ ｎ ｌ ｅ ｈ ｕ ｈ ｔ ｕｓ ｖ ａ ｏ ｌ ｉ ｐａ ｏｍ． ｈｏ ｇ ｔｅａ ｌ ｉ ｏ ｒｔ ｎ ｓｅｔ ｇａ ａｄ ａ ａ ｚｄ ｔ ｏｇ ｅ Ｐ ｌ ｉｒｔ ｎ ａ ａ ｓ ｌｔ ｒ Ｔ ｒｕ ｈ ａ ｓ ｆｔｅｖｂａｏ ｐ ｃ ｏ ｒｍ，ｉ ｉ ｙ ｒ ｈ ｅ ｂ ｉ ｎ ｙｓ ｆ ｈ ｎ ｙｓ ｈ ｉ ｉ ｒ ｔｓ
Ｓｅ ａｉｇＢａ ｅ ｎＶｉｒｔ ｎＡｎ ｌｓｓ ｔｍ Ｂｅ ｒｎ ｓ ｄｏ ｂ ａｉ ａｙ ｉ ｏ
Ｊ Ｎ Ｙ ａ ， ＬＩ Ｚｈ ｎ ｌｎ ／ ｏｇ Ｕ ｅ ｇ－ｉ （ ｅ ｏ ｌ ｆ ｏ ｒ ｎ ｎ ｒｙ Ｓｈ ｏ Ｐ ｗｅ ｄＥ ｅｇ ，Ｗｕ ａ ｎｖ ｒｉ ｆ ｅｈ ｏ ｇ ， ｈ ３ ０ ３ ｈｎ ） ｏ ａ ｈ Ｕ ｉｅｓｙｏ Ｔ ｃ ｎ ｌｙ Ｗｕ ａ ４ ０ ６ ，Ｃ ｉａ ｎ ｔ ｏ ｎ
种分 析 ， 少 了测试 所 需 时间 。 减 ｌ３ 试验 台架 振动特 性 －
２ 试 验工 况 ）
试 验 充分 考 虑 舰 艇 常 用 的工 作 转 速 和 负荷 ， 设
定工 况 为 ：
（） １ 负荷 ： Ｐ＝０１ ０２ ０４ＭＰ 。 ．、 ．、 ． ａ
根据 转 子 系 统 的 振动 理论 ， 舶 轴 试 验 台架 在 船 运行 过程 中产 生振 动可 能有 以下情 况 ： Ｉ 电机 的风机 振 动 ， ） 这是 风 机 叶片 的拍 频振 动 ， 其振 动频 率 一般 为旋 转轴 的基频 和 风机 叶 片数 的乘
基于有限元法的水润滑橡胶艉轴承刚度影响因素分析
轴承 的 内衬材 料 、 结 构 参 数对 轴 承 刚度 的影 响 状 况， 为改 变轴 承刚度 提 供理论 支 持 ＿ ４ 。
施 加全 约束 ， 心 轴两 端施 加轴 向约束 ， 心 轴和轴 承
内衬 问建立 接触 对 。水润 滑橡 胶艉 轴承 刚度有 限
元 模 型见 图 ２ 。
１ 建 立 有 限元模 型 ：ｐ， ｒ ｒ ｄ＂ Ｌ
．
（ １ ）
弹 性 模量／ ＭＰ ａ
图 ３ 无水槽刚度－ 弹性 模 量 及 长 径 比
式中 ： ｐ —— 心轴 密度 ， ｋ ｇ・ ｉ ｎ ； Ｌ — — 心轴 长度 ， Ｉ ｉ １ ； ｄ —— 心轴直 径 ， ｍ；
一
心 轴重 量 （ 即轴承所 受 的载荷 ） ， Ｎ，
＝Ｐ ＤＬ
其中 ： Ｐ 为轴 承工作 比压 ， 考虑 到橡胶 材料 的非 线 性 问题 ， 取 ３个 载荷 Ｐ ： ０ ． １ ０、 ０ ． ５ ０、 １ ． Ｏ ０ Ｍ Ｐ ａ进
校 中计算 结 果 有 重要 的影 响 。但 由 于船 舶 类 型 、 吨位 的不 同 ， 船体 和轴 承结 构各 异 ， 难 以针对不 同 情况 给 出较 准 确 的艉 轴 承 刚度 值 。 目前 ， 国 内外
海船 人级 规 范 中尚未对 艉轴 承 刚度计 算公 式及 刚
１ ． 铜 衬 套： ２ ． 橡 胶 内衬
基 于有 限元 法 的水润 滑橡 胶艉轴 承 刚度影 响 因素分析
孙 长江 ， 周 建辉 ， 郭 文华。 ， 张圣 东
（ １ ． 海军驻 ４ ２ ６厂军代 表室 ， 辽 宁 大连 １ １ ６ ０ ０ ０； ２ ． 中国舰船研 究设计 中心 ， 武汉 ４ ３ ０ ０ ６ ４； ３ ． 大连船舶工程集 团公 司，辽宁 大连 １ １ ６ ０ ０ ０ ； ４ ． 武汉理工大学 能源与动力工程学院 ， 武汉 ４ ３ ０ ０ ６ ３ ） 摘 要： 为提高轴系校 中计算精度 ， 应 用有限元法开展艉轴承 刚度 仿真计算研 究 ， 探讨 轴承 内衬 材料 （ 弹
水润滑橡胶轴承板条设计参数分析
水润滑橡胶轴承板条设计参数分析水润滑橡胶轴承板条是一种用于机械传动的关键部件，主要应用于各种类型的汽车、机器和建筑设备上。
它的功能是分散机械横向载荷和减少摩擦，从而延长设备寿命和提高效率。
本文将探讨水润滑橡胶轴承板条的设计参数分析，旨在使读者了解这种关键部件的特性和重要性。
首先，设计水润滑橡胶轴承板条需要考虑的最重要的参数之一是橡胶材料的选择。
橡胶材料必须具有良好的耐磨性、耐腐蚀性和耐热性，以便在各种恶劣环境下驱动机械传动。
在选择橡胶材料时，需要考虑温度、湿度、耐化学性和机械负载的因素。
通常采用的橡胶材料都是与特定环境相适应的材料，如氯丁橡胶、硅橡胶、丙烯酸橡胶等。
其次，水润滑橡胶轴承板条的设计参数还包括滑动层的厚度和表面形状。
滑动层的厚度对轴承的承载能力和寿命有直接影响。
较厚的滑动层可以使轴承具有更大的承载能力，但会降低滑动精度，同时减少轴承的寿命。
对于一些高精度的传动机械，通常采用较薄的滑动层。
另外，滑动层的表面形状也非常重要，可以影响水润滑橡胶轴承板条的摩擦力和噪音水平。
第三，设计水润滑橡胶轴承板条时，还需要考虑板条的尺寸和结构形式。
板条的尺寸和结构必须与机械传动的尺寸和结构相适应，以确保水润滑橡胶轴承板条可以有效地分散载荷和降低摩擦。
此外，结构形式可以根据机械传动的特点和要求来选择。
常用的水润滑橡胶轴承板条结构形式有双向移动式、单向移动式和固定式等。
不同的结构形式具有不同的优缺点，因此需根据实际情况进行选择。
最后，水润滑橡胶轴承板条的生产过程主要包括原材料的选取、合成、混炼、挤出成型和加工等多个环节。
这些环节对于水润滑橡胶轴承板条的质量和性能都有关键影响。
因此，在生产过程中，需要关注各环节的质量控制，确保每个生产环节都符合产品质量标准，从而生产出优质的水润滑橡胶轴承板条。
综上所述，设计水润滑橡胶轴承板条的参数分析十分重要。
橡胶材料的选择、滑动层的厚度和表面形状、板条的尺寸和结构形式以及生产质量控制等因素都将影响水润滑橡胶轴承板条的性能和使用寿命。
水润滑推力轴承承载力影响因素及提高方法研究
１ 木 斯 大 学 机 械 工程 学 院 黑 龙江 佳 木 斯 １ ４ ０ ． 佳 ５ ０７ ２佳 木斯 电机 厂 黑 龙 江佳 木 斯 １ ４ ０ ． ５０７
摘
要： 阐 述 了 水润 滑轴 承 承 载特 点 。 结合 某特 定 工 况 下 主 泵 电机 中水 润 滑推 力 轴承 的设 计 ， 影 响 水 润 滑 推 力 轴 对
支 点 距 进 口处 的 距 离 。现 假 设 ： 滑 液 是 牛 顿 流 体 ： 润 流
动 是 层 流 ： 略 重 力 和 惯 性 力 影 响 ； 力 沿 膜 厚 方 向 忽 压
收 稿 日期 ：０ ０年 １ ２１ Ｏ月
旋 涡 。 拟 得 到 的 流 场 表 明 气 穴 基 本 上 在 阀 口锐 缘 处 、 模 阀 座 拐 角 处 的 旋 涡 区 及 下 游 旋 涡 区 发 生 气 穴 发 生 比 较 严 重 的 区 域 对 应 流 场 压 力 低 的 区 域 ．其 程 度 与 低 压 区 范 围 及 压 力 分 布 有 直 接 的 关 系
新 型 反应 堆 主泵 多采 用 屏 蔽 电机作 为动 力 系统 ． 受 系 统 环 境 限 制 ． 能 采 用 水 润 滑 轴 承 结 构 水 润 滑 推 只
液 膜 的 承 载 能 力 与 黏 度 成 正 比 ． 与 膜 厚 的 平 方 成 反
比 。 在 其 他 条 件 都 相 同 的 情 况 下 ． 获 得 相 同 的 承 载 为 能 力 。 膜 的 厚 度 仅 为 油 膜 厚 度 的 １８． 常 只 有 几 个 水 ／ 通
３ 由 于 液 控 单 向 阀 锐 缘 处 易 于 发 生 气 穴 ． 用 圆 ） 采 弧 曲 面 过 渡 有 益 于 减 小 气 穴 ４）对 液 控 单 向 阀 阀 口 结 构 进 行 优 化 后 ． 抗 气 蚀 其 性 能 有 所 增 强 ． 大 尺 度 的旋 涡 仍 无 法 消 除 。 但
水润滑橡胶艉轴承模态分析研究
１ 水 润 滑橡胶 艉 轴承
图 １所示 为 整体 式 水 润 滑橡 胶 轴 承 ， 轴 承 内 衬 为丁 腈橡 胶 层 ， 硫 化在 衬 套 上 。 内衬 上 均匀 分 布 １ ０条 轴 向水槽 ， 水 槽 结 构 为 ｒ＝８ ｍ ｍ 的半 圆 形 。其 尺寸参 数 见表 １ ， 材 料参 数见表 ２ 。
ｏ ｆ ｍ ｏ ｂ ｉ ｌ ｅ ｊ ａ ｃ ｋ — ｕ ｐ ｕ ｎ ｉ ｔ ｅ ｓ ［ Ｍ］ ．Ｒ ｅ ｖ ． ２ Ｊ ｅ ｍ ｅ ｙ Ｃ ｉ ｔ ｙ ，Ｎ Ｊ ：
Ｓ ｏ ｃ ｉ ｅ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｎａ ｖ ａ ｌ Ａｒ ｃ ｈ ｉ ｔ ｅ ｃ ｔ ｓ ａ ｎ ｄ Ｍａ ｒ ｉ ｎ ｅ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｓ ，
轴 承 的结 构 模 态 分 析 中 ， 仅 分 析 了艉 轴 承 衬 套 的影 响 ， 没 有 深 入 探 讨 内衬 材 料 如 橡 胶 等 的 影
响。
本 文 以水 润 滑 橡胶 艉 轴 承 为 研 究对 象 ， 应 用 Ａ ｎ ｓ ｙ ｓ 有 限元 软 件 进 行 建 模 和 理 论 模 态 分 析 ， 预 测 艉轴 承结 构 的 固有频 率 和振 型 。然后根 据分 析 结 果确 定模态 试 验 的悬 挂 点 、 激 励 点 和信 号 采 集 点， 通 过力锤 提供 瞬态 激励 信号 ， 得 到橡胶 轴 承 的
算与对 比。结果表 明， 在计算模态 与试验模态相 似对应 的模态振 型中 ， 两者 的板条振型弯 曲趋势相似 ； 计算模 态与试验模态数值接近 ， 两者 相关 性 良好 ， 有 限元结构模 型可 以反 映实 际结构模型 。 关键词 ： 有 限元法 ； 水润滑橡胶艉轴承 ； 模态
中图 分 类 号 ： Ｕ ６ ７ ５ ． ７ 文献标志码 ： Ａ 文章编号 ： １ ６ ７ １ － ７ ９ ５ ３ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２ － ０ ０ ９ ４ － ０ ４
水润滑轴承润滑状态与摩擦磨损机理研究
水润滑轴承润滑状态与摩擦磨损机理研究水润滑轴承润滑状态与摩擦磨损机理研究摘要：水润滑轴承是一种新型的润滑方式，具有环境友好、能耗低、高效等优点，因此受到了广泛的关注和研究。
本文通过实验研究和分析，探讨了水润滑轴承的润滑状态与摩擦磨损机理，为进一步深入掌握水润滑轴承的工作原理提供了理论基础和参考依据。
关键词：水润滑轴承；润滑状态；摩擦磨损；机理1. 引言轴承是现代机械产品的重要组成部分，其工作状态和寿命直接关系到机械设备的可靠性和寿命。
传统的轴承常常采用油脂润滑，但油脂润滑存在着易燃易爆、污染环境等缺点。
随着环保意识的提高和技术的发展，水润滑轴承逐渐被广泛应用。
2. 实验方法在实验室中，我们设计了一套水润滑轴承测试台，并使用了摩擦磨损测试仪对其进行测试。
通过在测试台上加载不同工况下的负荷，采集水润滑轴承的温度、摩擦力和磨损量等数据。
3. 实验结果我们发现，在水润滑轴承运行过程中，润滑膜的形成对于降低摩擦力和磨损具有重要作用。
当水润滑轴承开始转动时，润滑膜的形成需要一定的启动时间。
当加载力小于一定阈值时，润滑膜容易破裂，从而导致摩擦力和磨损的增加；而当加载力超过一定阈值时，摩擦件之间形成较稳定的润滑膜，有利于减小摩擦力和磨损。
4. 分析与讨论水润滑轴承的润滑状态与摩擦磨损机理是一个相互关联的过程。
通过实验研究，我们可以得出以下结论：（1）水润滑轴承的润滑状态与摩擦磨损密切相关。
合适的润滑方式、润滑膜的形成与破坏，直接影响着轴承的工作性能和寿命。
（2）润滑膜的形成与加载力密切相关。
适当的加载力可以促进润滑膜的形成，从而降低摩擦力和磨损。
（3）水润滑轴承具有较大的摩擦力和磨损量，其润滑性能与摩擦系数、温度、润滑膜的形成等因素密切相关。
5. 结论本文通过实验研究，探讨了水润滑轴承的润滑状态与摩擦磨损机理。
我们发现，润滑膜的形成与加载力、摩擦系数、温度等因素密切相关，对于轴承的摩擦力和磨损具有重要影响。
了解水润滑轴承的工作原理，有助于提高其工作性能和寿命，为轴承的设计和制造提供理论指导和技术支持。
橡胶尾轴承试验模态分析研究
项目基金：国家自然科学基金项目（批准号：50979084）上海交大机械系统与振动国家重点实验室开放基金项目（批准号：MSV-2010-15）第一作者简介:金勇,1976年生，男，在读博士，讲师，jy761121@橡胶尾轴承试验模态分析研究金勇1,2刘正林2 田宇忠21.上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室,上海 200240;2.武汉理工大学能动学院, 武汉 430063摘要：橡胶尾轴承由于其减振降噪的优良特性，在舰船中的应用越来越广泛。
本文应用锤击法，在LMS 系统平台上对橡胶尾轴承整体进行了试验模态分析，并应用模态置信判据(MAC 值)对试验模态分析结果的正确性进行了验证，结果表明基于线性理论的模态分析方法对橡胶轴承进行分析，其试验模态分析得出的固有频率与有限元模态分析得出的固有频率分布范围基本一致，但由于橡胶的非线性造成橡胶轴承的振型与ANSYS 计算结果有一定差异，而金属衬套的频率和振型则趋于一致。
关键词：橡胶轴承；锤击法；LMS；试验模态分析 中图分类号：U664.21Experimental Modal Analysis of Rubber Stern BearingJIN Yong 1,2, LIU Zheng-lin 2,Tian Yu-zhong 2(1. The State Key Laboratory of Mechanical System and Vibration, Shanghai JiaoTong University, Shanghai 200240，China ；2. School of Power and Energy, Wuhan University of Technology, Wuhan 430063, China)Abstract : Rubber stern bearing has excellent shock absorption and low-noise performance, and it has been applied in more and more navel vessel. Based on LMS platform, through hammering method, the experimental modal analysis of the whole rubber stern bearing was carried out in this paper, and the validity of the results was verified by MAC, and it is shown that the range of normal frequencies of experimental modal analysis is in accordance with that calculated by ANSYS, but because of the nonlinearity of rubber, the vibration modes of rubber bearing have certain differences from the calculation results of ANSYS, and the frequencies and vibration mode of the metal bush tend to be uniform.Keywords : Rubber stern bearing; Hammering method; LMS; Experimental modal analysis由于具有优良的减振、缓冲和低噪音性能，橡胶尾轴承在舰船中的应用越来越广泛。
水润滑橡胶轴承摩擦特性的实验研究
水润滑橡胶轴承摩擦特性的实验研究覃文源;杨国峰;郑洪波;张志谊【摘要】通过测试水润滑橡胶轴承的摩擦力矩,定量分析平面型水润滑橡胶轴承摩擦特性与主轴转速、轴承比压以及回旋振动载荷之间的关系,并建立相应的摩擦因数模型,为准确预测系统在轴承摩擦激励下的振动响应特性提供重要支撑.结果表明,橡胶轴承摩擦因数随着主轴转速升高而减小;相对于磨合初期,充分磨合后的橡胶轴承摩擦因数对主轴转速变化更加敏感;相对于磨合初期,轴承比压对充分磨合后橡胶轴承摩擦特性的影响较小;回旋振动载荷对橡胶轴承摩擦因数的影响主要体现在主轴中速段.%Through measuring the friction torque of water-lubricated rubber bearings,the relations among planar type water-lubricated rubber bearings' friction features and main shaft rotating speed,bearing unit pressure and whirling vibration load were analyzed quantitatively,the friction coefficient model was built to correctly predict the vibration response features of the system under bearing friction excitation,the results showed that the friction coefficient of rubber bearings decreases with increase in the main shaft rotating speed;the friction coefficient of rubber bearings after fully running-in is more sensitive to variation of the main shaft rotating speed than that be in the initial running-in period;the bearing unit pressure has less influence on the friction features of rubber bearings after fully running-in than that does in the initial running-in period;the effects of whirling vibration load on the friction coefficient of rubber bearings happen in the mediate rotating speed range of the main shaft.【期刊名称】《振动与冲击》【年(卷),期】2017(036)017【总页数】7页(P42-47,54)【关键词】水润滑橡胶轴承;轴承摩擦;摩擦测试;摩擦模型【作者】覃文源;杨国峰;郑洪波;张志谊【作者单位】上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室,上海200240;上海交通大学高新船舶与深海开发装备协同创新中心,上海200240;上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室,上海200240;上海交通大学高新船舶与深海开发装备协同创新中心,上海200240;上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室,上海200240;上海交通大学高新船舶与深海开发装备协同创新中心,上海200240;上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室,上海200240;上海交通大学高新船舶与深海开发装备协同创新中心,上海200240【正文语种】中文【中图分类】U644.21;TB53水润滑橡胶轴承以其无污染、能够吸收振动与冲击等诸多优点，被广泛应用于船舶艉轴支承[1-3]。
水润滑橡胶尾轴承模态影响因素分析
Ａｎａ ｙ ｉ ｆ Ｉ ｆｕ ｎ ｉ ｇ Ｆａ ｔ ｒ ｆ Ｗ ａ ｅ －ｕ ｉ ａ ｅ ｌ ｓｓ ｏ ｎ ｅ ｃ ｎ ｃ ｏ ｓ ｏ ｌ ｔ ｒ ｌ ｂｒｃ ｔ ｄ
Ｒｕ ｂｅ ｔｒ ａ ｉ ｏ ｌ ｂ ｒ Ｓ ｅ ｎ Ｂｅ ｒｎｇ Ｍ ｄａ
Ｊｎ Ｙｏ ｇ ‘ ｉ ｎ Ｔｉｎ Ｙｕ ｈ ｎ ａ ｚｏ ｇ Ｌｕ Ｚｈ ｎ ｌ ｉ ｅ ｇｉ ｎ
ｔｅ ｆｍａｅ ａ ｎ ｕ ｎ ｅ ｎ ｔ ｅｄ ｎ ｍｉ ｈ ａ ｔｒｓｉ ｆｗａｅ — ｂ ｃ ｔｄ ｒ ｂ ｅ ｔｍ ｅ ｒｎ ｓｓｕ ｉｄ． ｓ ｌｓｓ ｏ ｉห้องสมุดไป่ตู้ｏ ｔｒ ｌｉ ｆ ｅ ｃ ｓｏ ｈ ｙ ａ ｃ ｃ ａ ｃｅ ｔｃ ｏ ｔｒｌ ｒ ａｅ ｕ ｂ ｒｓｅ ｂ ａ ｉｇ ｗａ ｔｄ ｅ Ｒｅ ｕｔ ｈ ｗ ｉ ｌ ｒ ｉ ｕ ｉ
３ Ｗｕ ａ ｕｅａ ｄ Ｒ ｇ ｌｔ ｎＲｅｅｒｈＩｓｉ ｔ ， ｈｎ ｌｓｉｃｔ ｎＳ ｃｅｙ Ｗｕ ａ ｂ ｉ ３ ０ ２， ｈｎ ） ． ｈ ｎＲ ｌ ｎ ｅｕａｉ ｓａｃ ｎ ｔｕｅ Ｃ ｉａＣ ａｓ ｉａｉ ｏ ｉｔ， ｈ ｎ Ｈｅ ｅ ４ ０ ２ Ｃ ｉａ ｏ ｔ ｆ ｏ
２ １ 年 ９月 ０１ 第３ ６卷 第 ９期
润滑与密封
ＬＵＢＲＩ ＡＴ ０Ｎ Ｃ １ ＥＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ
Ｓｐ ２ １ ｅ ． ０１ Ｖ０ ． ６ Ｎｏ ９ １３ ．
ＤＯ ：１ ． ９ ９ ｊ ｉ ｎ ０ ５ ０ ５ ． ０ ０ ． ０ Ｉ ０ ３ ６ ／．ｓ ． ２ ４— １ ０ ２ １ ． ９ ０ ３ ｓ １
ｂ ａ ｎ ａ ｅ ｎ ｗｉ ｅｙａ ｏ ｔｄ ｉ ｈ ｐ ． ｏ，ｔ Ｓｉ ｏｔｎ ｏ ｉｖ ｓｉａｅ ｔ ｅ ｍｅ ｈ ｎ ｓ ｏ ｈ ｉ ｒｔｏ ｆｗａｅ —ｕ ｒ— ｅ ｔ ｇ ｈ ｓｂ ｅ ｄ ｌ ｄ ｐ ｅ ｎ ｓ ｉｓ Ｓ ｉ’ ｍｐ ｒａ ｔｔ ｎ ｅ ｔｇ ｔ ｈ ｃ ａ ｉｍ ｆｔ ｅ ｖｂ ａｉｎ ｏ ｔｒｌ ｂ ｉ ｉ ｃ ｔｄ ｒ ｂ ｅ ｔｒ ｅ ｒｎ ｎ ｓ ｍｅ ｓ ｅ ｉ ｏ ｄ ｔ ｎ ． ｎ ｔ ｌｍｅ ｔｍｏ ａ ｎ ｙ ｉ ｓｉｔｏ ｕ ｅ ｎｏ ｍｏ ａ ｎ ｌｓｓｏ ａｅ ｕ ｂ ｒｓｅ ｎ ｂ ａｉｇ ｉ ｏ ｐ ｃ ａ ｃ ｎ ｉ ｏ ｓ Ｆｉｉｅｅｅ ｎ ｄ ａ ａ ｓｓｗａ ｎｒ ｄ ｃ ｄ ｉ ｔ ｄ ｌａ ａｙｉ ｆ ｌ ｉ ｌ ｌ
水润滑橡胶艉轴承模态分析研究
水润滑橡胶艉轴承模态分析研究权崇仁;吴炜;黄卫庆;兰放【摘要】采用有限元计算与试验模态相结合的方法进行两种模态频率和振型分析,以及模态置信度的计算与对比.结果表明,在计算模态与试验模态相似对应的模态振型中,两者的板条振型弯曲趋势相似；计算模态与试验模态数值接近,两者相关性良好,有限元结构模型可以反映实际结构模型.【期刊名称】《船海工程》【年(卷),期】2013(042)002【总页数】4页(P94-96,114)【关键词】有限元法;水润滑橡胶艉轴承;模态【作者】权崇仁;吴炜;黄卫庆;兰放【作者单位】专利审查协作广东中心,广州510530【正文语种】中文【中图分类】U675.7水润滑橡胶艉轴承支撑着艉轴，将艉轴的振动传递给船体，同时也会将船体由于风浪、爆炸等产生的振动传给艉轴承，甚至整个轴系。
在轴系中，后艉轴承的负荷最大，当它受到来自螺旋桨和艉轴的周期性激振力频率接近艉轴承的固有频率时，就会发生共振。
艉轴承的固有频率主要与其结构及材料参数相关，研究艉轴承的模态参数，有助于确定结构可能产生的共振频率以及在各阶频率下的相对变形［1］，对艉轴承材料筛选、结构优化以及轴系故障检测与诊断有着理论意义与工程应用价值。
目前，水润滑橡胶艉轴承的研究主要集中在液膜的润滑特性，对动态特性研究很少。
在艉轴承的结构模态分析中，仅分析了艉轴承衬套的影响，没有深入探讨内衬材料如橡胶等的影响。
本文以水润滑橡胶艉轴承为研究对象，应用Ansys有限元软件进行建模和理论模态分析，预测艉轴承结构的固有频率和振型。
然后根据分析结果确定模态试验的悬挂点、激励点和信号采集点，通过力锤提供瞬态激励信号，得到橡胶轴承的模态参数，再进行试验模态的自相关性验证，以评价试验的正确性。
最后将理论分析结果和实验分析结果进行互相关分析。
1 水润滑橡胶艉轴承图1所示为整体式水润滑橡胶轴承，轴承内衬为丁腈橡胶层，硫化在衬套上。
内衬上均匀分布10条轴向水槽，水槽结构为r=8 mm的半圆形。
水润滑橡胶轴承的摩擦磨损特性及机理研究
Ａｂ ｔａ ｔ Ｉ ｈｓ ｐ ｐ ｒ ｓｒ ｃ ： ｎ ｔｉ ａ ｅ ，ｗａｅ ｔ ｆ ｒ ｎ ａ ｄ ｃ ｎｅ ｔｗａ ｓｄ ａ ｕ ｒｃ ｔ ｎ ｍｅ ｕ ，ｅ ｅ ｔ ｆｌａ ｔｒｗｉ ｄｉｅｅ ｔｓｎ ｏ ｔｎ ｓｕ ｅ ｓｌｂ ａｉ ｄｉｍ ｈ ｉ ｏ ｆ ｃｓ ｏ ｏ ｄ，ｓ ｅ ｄａ ｄ ｍ ｎ ｉ ｔ ｎ ｆ ｃｉｎ ｐ ｅ ｎ ｎｌ ｉ ｏ ｒ ｔｏ ｍｅ ｉ ｃ ｅｆｃｅ ｔａ ｄ ｗｅ ｒｒｔ ｆｒ ｂ ｅ ｅ ｒｎ ｓｗｅ ｔｄ ｅ ｙｕ ｉｇ Ｍ Ｐ 一 ２ ０ ｍｏ ｅ ｒ ｔ ｄ ｗｅ ｒ ｔｓｉ ｃ ｎ ， ｔｅ ｃ ａａ ｔｒｓｉ ｆｆ ｃｉｎ ｏ ｆ ｉｎ ａ ａｅ ｏ ｂ ｒｂ ａｉｇ ｒ ｓｕ ｉｄ ｂ ｓｎ Ｖ ｉ ｎ ｏ ｅ ０ ｄ ｌｆｉ ｉ ａ ａ ｅ ｔ ｍａ ｈｉｅ ｈ ｈ ｒ ｃｅ ｔｃ ｏ ｒ ｔｏ ｃｏ ｎ ｎ ｎｇ ｉ ｉ ｎ ａ ｎ ｔｅ ｅ ｒｎ ｓ ｆｕ ａ ｄｗｅ ｒｉ ｈ ｂ ａ ｉｇ ｗａ ｏ ｎｄ． Ａｔ ｈｅ ｓ ｒ ｔ 。 ｆ ｃｉｎ ｎ ｄ ｗＰ ＂ｍｅ ｈ ｎｓ ｒ ｎ ｌ￣ ｔ ａＩ ｉ ｍｅ ｒ ｔ ａ ａｌ ｉ ｏ ｃ ａ ｉｍｓ ｗｅ ａ ａｙ ｅ ｉ ｏ ｔｎ ａｕ ｏ ｒｃｉａ ｐ ｌｃｔｏ ｆｗａｅ ｕ ｒｃ ｔ ｂ ｒｂ ａ ｉｇ ｍｐ ｒａ ｔｖ ｅ ｆｒｐａ ｔ ｌ ａ ｐｉａｉｎ ｏ ｔｒｌ ｉ ａｅ ｒ ｂ ｒｎ ｓ． ｌ ｃ ｂ ｄ ｏ ｅ ｅ Ｋ ｅ ｗｏ ｄ ｙ ｒ ｓ： Ｗ ａ ｅ ｔ ｒＬｕｂｒｃ ｅ ｉａｔｄ Ｒｕｂ ｒ Ｂ‘ ｂｅ 脚 Ｆｒｃｉｎ Ｗ ｅ ｒ Ｍ ｅｈａ ｉ ｉ ｔｏ ａ ｃ ｎｓｍ ｓ ｓｅ ｃ ｌ ｙ ｔｍｉａｌ ｔｅ ｏ ｔｉ ｄ ｃ ｎ ｌｓｏ ｓ ｆ ｙ， ｈ ｂａｎｅ ｏ ｃｕ ｉｎ ｉ ｏ
水润滑橡胶艉轴承变形程度影响因素分析
水润滑橡胶艉轴承变形程度影响因素分析邹争;董从林;毛树华;袁成清【摘要】To study the factors influencing the deformation ofwater⁃lubricated rubber stern tube bearing,the deformation of stern tube bearing under different rotational speed,aspect ratio and eccentricity was calculated by using numerical meth⁃od.The method of orthogonal experiment was used to assess the impact on bearing deformation of different rotational speed, aspect ratio and eccentricity ratios.The results show that the rotational speed,aspect ratio,and eccentricity have asignifi⁃cant impact on the stern tube bearing deformation,and the impact of interaction between them is almost negligible.The im⁃pacts of aspect ratio,rotational speed and eccentricity on the stern tube bearing deformation are followed by decline.The in⁃fluence of rotational speed and aspect ratio on the stern tube bearing deformation is first increased and then decreased,the influence of eccentricity on the stern tube bearing deformation is almost unchanged when it is small,when the eccentricity reached a certain value,the impact on the stern tube bearing deformation is increased significantly. Design of stern tube bearings should give priority to ensuring aspect ratio of stern tube bearing,followed by considering the impact of rotational speed and eccentricity.%为研究水润滑橡胶艉轴承变形程度的影响因素，采用数值方法计算不同转速、长径比和偏心率下的艉轴承变形；采用正交试验的方法评估转速、长径比和偏心率对艉轴承变形的影响。
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
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水润滑橡胶尾轴承是一种关键性的机械零件，其可靠性寿命对于机械设备的正常运行至关重要。
为了评估这种轴承的可靠性寿命，可以采用二参数威布尔分布进行分析。
首先，我们需要明确威布尔分布的基本概念。
威布尔分布是指某一事件在特定时间内发生的概率分布，通常用于描述时间故障模型。
它是一种重要的可靠性模型，常常用于工业界的可靠性评估。
在使用威布尔分布进行可靠性寿命分析时，需要确定两个参数：比例参数和形状参数。
比例参数表示事件发生的概率与时间的关系，而形状参数则用于描述事件发生率的变化情况。
对于水润滑橡胶尾轴承来说，比例参数可能受到轴承材料和润滑环境的影响，而形状参数则可能与轴承设计和制造相关。
接下来，我们可以使用统计方法来进行威布尔分布的参数估计。
一般而言，可以采用最大似然估计法或贝叶斯估计法进行参数求解。
最大似然估计法根据已知的数据样本来估计参数值，而贝叶斯估计法则根据先验概率和后验概率来进行参数推断。
在求出威布尔分布的参数值之后，我们可以进一步进行可靠性寿命分析。
这可以通过计算轴承的平均故障率来实现。
平均故障率表示在指定时间内轴承发生故障的平均概率，它可以用于评估轴承的可靠性。
在实际应用中，水润滑橡胶尾轴承的可靠性寿命分析也需要结合轴承工作环境、应力分布等多个方面的因素。
此外，建立合适的试验程序并进行可靠性试验也是评估其寿命的有效手段之一。
综合来看，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可以为机械设备的安全运行提供重要参考。
然而，在进行可靠性寿命分析时需要充分考虑轴承工作环境和应力分布等因素，并建立可靠性试验程序进行验证。
为了进行水润滑橡胶尾轴承的可靠性寿命分析，需要先收集相关数据并进行分析。
下面列出一些可能与水润滑橡胶尾轴承可靠性寿命相关的数据：1. 轴承设计寿命：轴承设计寿命通常由制造商提供，是指轴承在特定的工作环境和应力下能够正常运行的预计时间。
船舶水润滑橡胶尾轴承摩擦性能试验研究
・８ ３・ ４
料 的弹性很 大 ， 以具有 很高 的滞 后 损耗． 水 润 所 在
水 润 滑橡胶 尾轴 承 台架试 验在武 汉理 工 大学 尾 轴实 验 室 自主研 制 的 Ｓ Ｂ １ ０ 型 船舶 尾 轴 承 Ｓ 一０ Ｖ
试 验机 上进 行 ， 验 机结 构如 图 ２ 示 ， 试 所 装置 主 要
Ｖｏ ． ２ Ｎｏ ５ １３ ． ０Ｃ ． ２ ０ ｔ ０８
船舶水 润滑橡胶尾轴 承摩擦性能试验研究 ＊
周 建 辉 刘 正林 朱 汉华 海 鹏 洲
（ 汉理 工 大 学 能 源 与 动 力 工 程 学 院 武 武汉 ４０ ６ ） ３ ０ ３
摘 要 ： 船 舶 水 润 滑 橡 胶 尾 轴 承 在 干摩 擦 状 态 、 界 润 滑 状 态 和 动 压 润 滑 状 态 下 的 摩 擦 机 理 进 行 对 边 了分 析 ， 在 Ｓ Ｂ ＩＯ 型 船 舶 尾 轴 试 验 机 上 用 尾 部 加 载方 式 代 替 简 单 的 中 间 加 载 方 式 对 １ 并 Ｓ —Ｏ Ｖ ２纵 向 流 水 槽 平 面 型 橡 胶 轴 承 进 行 摩 擦 性 能 试 验 ， 析 了 尾 轴 转 动 线 速 度 和 边 缘 载荷 对 轴 承 摩 擦 因数 的 分 影 响 ． 果 表 明 ： 胶 尾 轴 承 的摩 擦 因 数 随 着 尾 轴 线 速 度 的 增加 而 减 小 ， 结 橡 随着 边 缘 载 荷 的增 加 先 增
第 ３ ２卷 第 ５ 期
２０ 年 １ ０８ Ｏ月
武 汉理工 大学学报鸯 霾 ） （ 差
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆＷ ｕ ａ ｉｅ ｓｔ ｆＴｅ ｈ ｏｏ ｙ ｏ ｒ ａ ｈ ｎ Ｕｎ ｖ ｒｉｙｏ ｃ ｎ ｌｇ ｏ
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水润滑橡胶轴承结构形式对接触状况影响研究
查
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湖北省 自然科 学重点基金
（０ ８ ２ ０ ＣＤＡ０ ７ 。 ２ ）
作者简介 ： 兰
放 （ ９ ６） 女 ， 士生 。 １ ８一 ， 硕
研究 方向 ： 推进系统性能优化与仿真
Ｅ￣ ｉａｉｌ ９ ２．ｏ － ａ ： ｅａ ９＠１６ｃｍ ｌ ｒ ｌｎ
一
般难 以形 成润 滑 水 膜 ， 导致 轴 承 处 于 混 合 润 滑
１ 水 润 滑 橡胶 轴 承 的板 条 结 构
图 １为 凹 面型 、 面 型 和 凸 面型 等 ３种 板条 平 结 构 的水润 滑橡 胶轴 承示 意 图 ， 主要 由轴 承 、 承 轴
套 、 、 套 组 成 。 ３种 结 构 均 由 ８个 ８ ｍｍ × 轴 轴
面 型轴承 ， 最大 接 触压 力 明显 低 于平 面 型 和 凸 面 型轴承 的最大 接触压 力 。３种形 式 的轴 承最 大 接 触 压力均 远大 于给定 压 力 ０ ２ ａ ． ５ＭＰ 。 ３ ２ 轴 承 的底板 变形状 态 ．
２ ）建 立 三 维 接 触 有 限 元 模 型 及
船
海
工
程
第４ ０卷
建模 时 ， 试验 轴及 其 轴 套 相 对 于橡 胶 轴 承 的变 形 很 小 ， 其看 作 刚 性体 ， 将 轴 承座 与 轴 承粘 结 。 将 并 轴 承 与轴套 有 ０ ３ｒＩ 间 隙 ， ． ｎｎ的 两者 之 间建 立 接
ａ 凹面型轴承 ）
ｂ平面型轴承 ） 图 ３ ３种类型轴承接触压力分布状况
ｃ 凸面型轴承 ）
ａ 凹面 型 轴承 ）
ｂ平 面型 轴承 ）
Ｃ 凸面型 轴承 ）
水力润滑轴承失效形式及其性能分析研究
水力润滑轴承失效形式及其性能分析研究水力润滑轴承是一种常用的机械部件，它们具有可靠的性能和良好的耐用性。
然而，在长时间的使用中，由于各种原因，水力润滑轴承可能会出现失效的情况。
本文将探讨水力润滑轴承失效形式及其性能分析研究。
一、水力润滑轴承失效形式水力润滑轴承失效主要包括以下几种形式：1. 磨损失效磨损是最常见的失效形式之一。
在使用中，由于摩擦力的作用，轴承表面会逐渐磨损，形成几何误差和表面质量问题，从而影响轴承的使用寿命。
2. 疲劳失效疲劳是轴承失效的另一种主要形式。
在使用中，由于反复的载荷作用和表面疲劳损伤，轴承表面出现裂纹，从而导致失效。
3. 化学腐蚀失效化学腐蚀是轴承失效的一种比较严重的形式。
在酸性或者碱性的环境中，轴承表面会出现化学反应，从而影响轴承的材料性能和表面质量。
4. 热失效热失效是由于轴承在运转中因热胀冷缩而导致的失效。
由于高温作用下材料性能下降，轴承可能出现强度降低等问题，从而影响其正常运转。
二、性能分析研究针对以上轴承失效形式，我们可以进行性能分析研究，从而找出问题所在，采取相应措施予以解决。
1. 磨损失效分析可以通过轴承表面形貌的分析来确定磨损形式和程度，从而判断轴承的使用寿命和更换周期。
通过表面形貌的研究，我们可以得出一些比较有价值的信息，例如磨损的区域、磨损深度、表面粗糙度等等。
2. 疲劳失效分析可以通过轴承表面的金相组织、超声波探伤等方法来确定裂纹的形成、裂纹的位置、裂纹的长度和裂纹的扩展状态等。
同时还需进行材料性能分析，如硬度、屈服强度等，在确定轴承使用寿命的同时，也可以对轴承产品在制造时的质量缺陷予以纠正。
3. 化学腐蚀失效分析可以通过轴承表面的痕迹、颜色等来确认化学腐蚀的情况，并通过化学分析等手段来确定发生化学反应的化学物质，进而纠正问题。
4. 热失效分析可以通过热寿命试验、X射线繁晶分析等来确定轴承的热失效情况，并及时采取措施予以修复和预防。
三、结论作为机械部件中的重要组成部分，水力润滑轴承的性能分析是维持其正常运转的重要方法之一。
水润滑橡胶尾轴承摩擦、磨损试验研究
拟试 验 ， 究 了橡胶 尾轴 承 的摩 擦 原 因及 摩 擦 因数 的 影 响 因素和 橡 胶 尾 轴 承 的 磨 损 原 因及其 影 响 因素 。 研
关键词： 润滑 水 橡胶尾轴承 摩擦 磨 损
中图分 类号 ：Ｈ１ ５ ；Ｈ１３３ Ｔ ４ ． ｌＴ ３ ．７ ４
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ：０ ０ ４ ９ （ １）８ ０ ９ — ３ １０ — ９ ８２ １０ － ０ ８ ０ ０
２ 橡 胶 尾 轴 承 摩 擦 性 能试 验
２１ 橡 胶 尾 轴 承 速 度 特 性 试 验 ．
条 件 为 ： 面 的 相 对 表 运 动 要 分 离 ； 形 作 楔 用 ： 一 种 合 适 的 流 有
１ ）试 验 条 件 ， 荷 ： ＝ ０ １ Ｏ２ Ｏ４ ０６ Ｏ８ 负 Ｐ ．０、 ．５、 ．５、 ．５、 ．５ ＭＰ ａ； 速 度 变 动 范 围 ： ０４１ Ｏ６ １３、 ． ３６、 ． １ ＝ ． 、 ．２、 ． ２４、 ． ４ ８ 、 ５６１ ６２ ｒ／ ， ８挡 。 温 度 变 动 范 围 ： 持 室 温 。 润 ． 、 ． ｎｓ 共 保
要： 与传 统 的金 属 轴承 不 同 ， 润 滑轴 承 一 般 由 非金 属 材 料 制 成 ， 料 的 性 能 是 决 定 轴 承 工 作 性 能 和 使 用 寿命 水 材
的 一 个 主要 因 素 ， 橡胶 材料 是 水 润 滑轴 承 的 最 佳 选择 。 过在 船 舶 尾 轴 承 试 验 机 上 进 行 水 润 滑橡 胶 尾 轴 承 摩 擦 、 损 模 而 通 磨
滑 水 流 量 ： ＝ ０ Ｌ ｒｉ 。 ９ ３ ／ ｎ ａ
体 ， 水 、 等 。水 润 如 油
滑轴 承在 运 行 时 ， 其 转 动 部 分 和 轴 瓦 之 间 形 成 楔 形 水 膜 。正 是 由 于水 膜 的 存 在 。
基于 FSI 的尾轴倾角对水润滑轴承润滑特性的影响
基于 FSI 的尾轴倾角对水润滑轴承润滑特性的影响郑福明;陈汝刚;张红岩【摘要】应用流固耦合方法，在考虑水润滑尾轴承内部结构和内部流场相互作用的情况下，研究尾轴倾角对轴承水润滑特性的影响，探讨轴承、尾轴与水膜间的流固耦合问题。
应用 ADINA 有限元软件，建立尾轴承流固耦合模型，求解尾轴承水膜压力分布，以及轴承的压力分布、径向变形和有效应力，分析尾轴倾角对尾轴承润滑特性的影响规律。
结果表明：当计入尾轴倾角时，尾轴承最大水膜压力出现在轴承尾端，倾角越大，最大水膜压力也越大，且随着尾轴倾角的增大，水膜压力以及轴承的压力、径向变形和有效应力也逐渐增大%10.3969/j.issn.1673-3185.2012.03.016【期刊名称】《中国舰船研究》【年(卷),期】2012(000)003【总页数】5页(P84-88)【关键词】流固耦合;尾轴倾角;水润滑轴承;有限元分析【作者】郑福明;陈汝刚;张红岩【作者单位】海军装备部舰船办,北京 100071;中国舰船研究设计中心,武汉430064;海军装备部舰船办,北京 100071【正文语种】中文【中图分类】U664.2水润滑轴承在舰船推进系统中得到了较多的应用，但由于螺旋桨重力的作用，尾轴会发生弯曲变形，在垂直面内尾轴轴线与尾轴承轴线形成一定的转角，导致尾轴与尾轴承的接触面积减小。
再加上水的粘度较低，影响了尾轴承的润滑性能，造成局部压力上升，最终缩短轴承的使用寿命。
因此，开展基于流固耦合的尾轴倾角对轴承水润滑特性的研究具有重要的理论意义和工程应用前景。
目前，在水润滑尾轴承润滑性能研究中，大部分学者忽略了轴承材料的弹性变形［1-3］、尾轴变形［4］以及水槽［5-8］等因素的影响。
例如，张少凯等［9］在忽略轴向水槽和轴承材料变形的情况下，采用实验和数值计算方法探讨了轴颈变形对轴承液膜压力、轴承承载力、偏位角和摩擦系数的影响规律；刘正林等［10］应用雷诺方程和膜厚方程，在不考虑轴承材料弹性变形的情况下，研究了尾轴倾角对轴承液膜压力分布的影响。
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水润滑橡胶尾轴承模态影响因素分析金勇;田宇忠;刘正林【摘要】水润滑橡胶尾轴承由于其减振降噪的优良特性,在舰船中的应用越来越广泛,研究水润滑橡胶尾轴承的动态特性对其工作可靠性具有重要意义.采用有限元计算软件ANSYS对水润滑橡胶尾轴承及其内衬、衬套进行有限元模态分析,研究各种结构形式、不同材料属性对水润滑橡胶尾轴承动态特性的影响规律及其水平.研究表明,水润滑橡胶尾轴承各阶固有频率分布比较集中,其低阶模态主要受到内衬结构及其材料属性的影响,高阶模态主要受到衬套结构及其材料属性的影响.%With the outstanding characteristics of damping and noise-reducing, the water lubrication stem tube rubber bearing has been widely adopted in ships. So, it' s important to investigate the mechanism of the vibration of water-lubricated rubber stem bearing in some special conditions. Finite element modal analysis was introduced into modal analysis of water-lubricated rubber stem bearing, bearing liner and bearing bush separately. The law of different structure and properties of material influences on the dynamic characteristic of water-lubricated rubber stem bearing was studied. Results show that the distribution of the natural frequencies of water lubrication stem tube rubber bearing is concentrated, its low modal is determined mainly by structure and material properties of lining, and higher modes mainly by the structure and properties of materials of bushing.【期刊名称】《润滑与密封》【年(卷),期】2011(036)009【总页数】5页(P10-13,23)【关键词】水润滑橡胶尾轴承;模态分析;动态特性【作者】金勇;田宇忠;刘正林【作者单位】上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240;武汉理工大学能动学院湖北武汉430063;中国船级社武汉规范研究所湖北武汉430022;武汉理工大学能动学院湖北武汉430063【正文语种】中文【中图分类】U664.21作为船舶的关键部件，水润滑尾轴承常用材料为橡胶。
橡胶具有优良的减振性能，可以有效地减小尾轴振动，降低轴承噪声辐射，改善尾轴工作环境，缩小舰船被声纳发现距离，提高舰船生存能力。
但水润滑橡胶尾轴承在启停机、低速、重载、高温等润滑不良的特殊工况下，容易出现异常振动，并产生鸣音，严重影响到舰船隐蔽性［1－6］。
为深入研究水润滑橡胶尾轴承在特殊工况下的振动问题，还须对水润滑橡胶尾轴承动态特性进行深入探讨。
模态分析是动态特性参数识别的主要手段［7－8］。
重庆大学的吴晓金等［9－10］对尾轴承自身进行过动态特性分析，但只研究了衬套材料对轴承动态特性的影响，没有系统考虑橡胶轴承结构及橡胶材质的变化对其动态特性的影响。
本文作者应用ANSYS对水润滑橡胶尾轴承及其内衬、衬套进行有限元模态分析，研究内衬及衬套的材料属性、轴承长径比、板条数目、内衬厚度、水槽深度及板条表面形状对轴承模态的影响。
1 水润滑橡胶尾轴承有限元模型的建立采用ANSYS软件根据水润滑橡胶尾轴承实体模型建立其几何模型。
轴承的尺寸以及材料参数如表1、表2所列。
表1 轴承几何参数Table 1 Geometric parameters of bearing内径ri/mm 外径ro/mm 长径比内衬厚度B/mm 水槽深度h/mm 板条数目板条工作表面形式153.8 230.0 1∶1 19 6.0 10平面表2 轴承材料参数Table 2 Material parameters of bearingρ/(kg·m－3) 橡胶泊松比衬套材料衬套材料弹性模量E/GPa橡胶层硬度橡胶弹性模量E/MPa橡胶密度衬套材料泊松比HA70.02 5.55 1240 0.47 45#钢衬套材料密度ρ/(kg·m－3)2.01 7800 0.3单元类型对有限元分析精度及其计算速度至关重要。
由于衬套以及内衬厚度都较大，故均选用三维实体八节点六面体单元solid185。
本文采用映射网格划分方法，增加内衬相对衬套的划分密度，如图1(a)所示为轴承某一个板条的有限元模型;对单个板条进行阵列，得到水润滑橡胶尾轴承整体的有限元模型，如图1(b)所示，整体模型包含了230880节点和201960单元。
图1 橡胶轴承有限元模型Fig 1 Finite element model of the rubber bearing2 水润滑橡胶尾轴承有限元模态分析2.1 有限元模态分析在水润滑橡胶尾轴承的模态分析中，应用Black Lanczos法提取轴承在0～2000 Hz范围内的前50阶模态。
分别对轴承及其内衬、衬套进行有限元模态分析。
在模态分析时，对轴承分别采用自由约束和固定约束，计算轴承的自由模态和约束模态。
自由约束是不对轴承施加任何位移约束，而固定约束是对衬套外圆柱面节点施加零位移约束。
对内衬采用固定约束，将内衬的外圆柱面节点施加零位移约束，计算内衬的约束模态。
对衬套采用自由约束，不对衬套施加任何位移约束，计算内衬的自由模态。
2.2 水润滑橡胶尾轴承模态分析结果计算结果表明，在自由模态分析及约束模态分析中，水润滑橡胶尾轴承及其内衬的各阶固有频率分布非常密集，并且有大量的对称模态 (频率相同振型对称的模态)以及局部模态 (只有部分板条存在变形)，见表3及图2所示。
表3 有限元分析结果Table 3 Results of finite element analysis部件边界条件阶数频率f/Hz 振型描述轴承自由约束 7～50 579～700 轴承的振型主要体现在弹性模量较小的内衬固定约束 1～50 573～708轴承的振型主要体现在弹性模量较小的内衬内衬固定约束 1～50 681～842 与轴承固定模态的振型相一致衬套自由约束 7～8 1102～1608以衬套径向变形为主图2 模态振型Fig 2 Modal shape分析相关参数对水润滑橡胶尾轴承模态的影响规律及其水平，得出以下结论: (1)水润滑橡胶尾轴承各阶固有频率分布比较密集，有的相邻两阶固有频率相隔不到1 Hz。
(2)水润滑橡胶尾轴承的低阶模态主要取决于内衬的固有特性，衬套可近似为不变形的刚体。
(3)由于衬套与内衬的弹性模量存在巨大的差距，所以，橡胶轴承的自由模态与约束模态的低阶模态具有对应性。
3 水润滑橡胶尾轴承模态影响因素分析本节对各种型号的轴承进行有限元模态分析，探讨相关参数对水润滑橡胶尾轴承模态的影响规律和影响水平。
相关参数包括:橡胶硬度、衬套材料、长径比、板条数目、内衬厚度、水槽深度及板条表面形状。
各型号轴承的相关参数见表4所列。
对表4中各种型号轴承进行自由模态分析，并与基准型号1对比。
为提高可比性，提取各型号对应振型的固有频率作比较，各型号对应振型的固有频率如图3所示。
表4 各型号轴承参数Table 4 Parameters of various models of bearing型号特征轴承内径ri/mm水槽深度数目1 基准 153.8 230.0 150 19 HS-A70.02 5.55 45#钢平面轴承外径ro/mm轴承长度l/mm内衬厚度B/mm内衬硬度弹性模量E/MPa外圈材料表面形式h/mm 长径比板条6.0 1∶1 102 改变橡胶硬度 153.8 230.0 150 19 HS-A80.62 9.76 45#钢平面6.0 1∶1 103 改变长径比 152.6 230.0 600 19 HS-A70.02 5.55 45#钢平面6.0 4∶1 104 改变衬套材料 153.8 230.0 150 19 HS-A70.02 5.55 铜平面6.0 1∶1 105 改变板条数目 153.8 230.0 150 19 HS-A70.02 5.55 45#钢平面6.0 1∶1 126 改变内衬厚度 153.8 230.0 150 12 HS-A70.02 5.55 45#钢平面6.0 1∶1 107 改变水槽深度 153.8 230.0 150 19 HS-A70.02 5.55 45#钢平面2.5 1∶1 10图3 水润滑橡胶尾轴承模态影响因素分析Fig 3 Influence factor analysis of model of water-lubricated rubber stern bearing根据表4及图3分析可得到水润滑橡胶尾轴承各因素对轴承模态影响水平及规律如下:(1)橡胶硬度对轴承模态的影响:从型号1与型号2的对比发现，内衬硬度的增加对轴承振型影响非常小，但各对应振型的固有频率则有较大增加。
(2)长径比对轴承模态的影响:从型号1与型号3的对比发现，轴承内径 (长径比)较小的变化对其振型的影响较大，轴承各阶振型发生了较大变化，振型更加复杂。
某些阶的振型沿轴向出现了多次分段现象，如图4所示。
同时，这种情况也导致轴承各阶固有频率分布更加密集，增加了轴承模态的耦合程度。
对应振型的固有频率随内径的减小有略微增加。
图4 长径比4∶1第33阶 (610 Hz)振型Fig 4 Draw ratio 4∶1 order 33(610 Hz)mode of vibration计算结果发现:前50阶的非刚体模态的频率范围为580～630 Hz，相当于型号1频率范围的1/2。
(3)衬套材料对轴承模态的影响:从型号1与型号4的对比发现，衬套材料 (限于弹性模量较大的金属材料)对轴承振型影响较小，对应振型的固有频率也基本没有发生变化。