滑动轴承的压力分布和动特性研究
滑动轴承压力分布及动特性系数
表 1 轴承参数
式中: 为偏位 角, 为轴承 宽度 , Z A=2/, =1+ z1H
cs , o 日为无量纲油膜厚度 , 为偏心率. P为无量纲 油膜 压力 , 由式 ( ) 以得 出 , 量 纲 油 膜 压力 P的 2可 无
分布取 决于偏 心率 和宽径 比 d 1 /.
1 差分法求解压 力分布
从层流运动的油膜中取一个微小 的单元体作为
通信作者 : 张成.
第 9期
史冬岩 , : 等 滑动轴承压力分布及动特性 系数
研 究 对象 , 以导 出雷 诺 方程 的一 般形 式 ¨ : 可
点计算 , 如果算 出某点压力为负 , 即取为零. 此点位 置即可作为该行上油膜 自然破裂边 的近似位置. 该 代均如此处理 , 则破裂边近似位置会逐渐逼近应有
从压力分布图 2中可 以看出 , 0 包角有 限宽 3 。 6 径 向轴承的无量纲油膜压力 的分布为近似抛物面分 布. 无量 纲油 膜 压力 在某 一段 逐 渐 增 大 到最 大 压 力
s r it r a c .T e r s l ft e su y i d c t t a h i f m r s u e d sr u e l n h e — i n in l u e d su b n e h e u t o t d n ia e h tt e o li s h l p e s r it b t d ao g a tr e dme s a i o
中图分类号 :H13 3 文献标识码 : 文章编号 :0 67 4 (0 10 -140 T 3.1 A 10 -0 3 2 1 ) 913 -6
Re e r h o h i fl r s ur n y a i o f c e t s a c n t e o li m p e s e a d d n m c c e i n i o l ig b a ig fa si n e r n d
同时计入轴颈、轴瓦动变形的超重载圆柱滑动轴承EHL动力特性研究
b aigu d r u e. ev o d( >0 9 aeq i iee tb t t t fesslt n a dwi l h od o o a er n e p rh ayla n s . 5) r ut df rn ohwi sin s oui n t si tla rn r l e f h f o h g m
e 分析 8 个动特性系数表明 :径向滑动轴承在超重载情况下 ( > .5 , 弹性 流体动力润滑 动特 性与刚性解有相 当大 s 09 ) 其
的 不 同 ,与 轻载 、一般 重 载 情 况下 也 不大 相 同 ;在 超 重 载 情 况 下 ,当 s=09 .9和 s=10 .0时 ,其 动 特 性 系数 出 现 极 值 , 特 别是 在 s= .9处 附 近 时 ,动 特性 曲线 呈奇 异 变 化 。 09 关 键 词 :弹 性 流体 动 力 润滑 ;超 重 载滑 动 轴承 ;动 力 特性
维普资讯
20 0 7年 8月
润滑与密封
LUBRI CAT ON I ENGI NEERI NG
Au . 0 7 g20 Vo . 2 No 8 13 .
第3 2卷 第 8期
同时计 入 轴 颈 、轴 瓦动 变 形 的超 重 载 圆柱 滑动 轴 承 E HL动 力 特 性研 究
Cen Sh o i GU n L ih n a q O Ho g iRuz e
( c o l fMe h nc lE gn eig Z e gh u Unv ri , h n z o n n4 0 0 Chn ) S h o c a ia n ie r , h n zo iest Z e gh uHe a 5 0 2, ia o n y
A s atT esai a d d n mi c aatrs c frda s dn e r g( c e t c y ≥ 1 eeo tie yu ig bt c: h tt n y a c h rce t so il l igb a n e cnr i r c i i a i i i t )w r ba db s n n
轴瓦开槽的滑动轴承动压润滑数值分析
轴瓦开槽的滑动轴承动压润滑数值分析WU Zhaojing;XU Yan;LI Shuanggao【摘要】运用有限差分法求解Reynolds方程,建立了轴瓦开槽时滑动轴承动压润滑数值分析模型,讨论了轴瓦开槽对动压润滑油膜承载力的影响.通过修正偏心率和偏位角,得到外力与油膜承载力平衡时的轴心位置以及计算不同转速下滑动轴承中润滑油的端泄流量.数值分析表明:与无槽相比,轴瓦开槽时油膜承栽力有所下降,且随着偏心率和宽径比的增大,降幅在不断增大;编制的搜索程序可以极大地缩短寻找平衡时的轴心位置过程.【期刊名称】《机械制造与自动化》【年(卷),期】2018(047)006【总页数】5页(P20-24)【关键词】滑动轴承;轴瓦开槽;动压润滑;Reynolds方程;有限差分法【作者】WU Zhaojing;XU Yan;LI Shuanggao【作者单位】;;【正文语种】中文【中图分类】TH133.370 引言滑动轴承是机械中常用的支承零件,其动压润滑性能对机械的稳定运行起着重要作用。
常用的滑动轴承在轴瓦内壁上一般开有一个或多个半周或全周凹槽,主要为保证润滑油流通特性,但轴瓦凹槽结构对轴承特性有着重要影响[1],国内外学者对此进行过许多研究。
文献[2]通过试验研究了两个轴向对称供油槽载荷方向的夹角对滑动轴承特性的影响,结果表明夹角在50° 90°时润滑油冷却效果较好。
文献[3]通过建模分析得出滑动轴承摩擦阻力系数随着矩形凹槽宽度的增加在不断增加。
文献[4]通过对流体质点的流动轨迹的数值分析,得出螺旋槽在一定程度上导致滑动轴承油膜承载力降低。
目前凹槽对滑动轴承的影响机理尚不清晰,尤其是凹槽延伸角度、宽度对滑动轴承润滑特性的影响规律尚不明确,为此本文将在考虑轴瓦开槽情况下,运用有限差分法求解Reynolds方程,研究凹槽对油膜承载力、轴心位置和端泄流量的影响。
1 理论建模1.1 无量纲Reynolds方程滑动轴承截面如图1所示,轴颈中心O1在外力Fl作用下相对于轴承中心O的某一偏心位置上转动,θ为偏位角。
1000MW级汽轮发电机滑动轴承综合性能研究
类轴承的润滑性 能进行研究分析 , 揭示 了该类轴承 的润滑机理和性能特点 , 为我 国 自主开发研制 超临界 和超超 临界 汽轮发 电机组提供可靠 的设计方法和计算 手段 。
关 键 词 :汽 轮发 电机 ; 动轴 承 滑
1 前 言
专 用轴 承如 开有 各种 沟 槽 的混 合 轴 承 , 该轴 瓦 内表 面结 构十分 复杂 , 下 瓦 内表 面 沿周 向就 由五段 曲 仅 率 组 成 , 成油膜 的收 敛 区和 发 散 区 , 上 、 瓦结 形 且 下 构形状 不对 称 , 瓦为 周 向开槽 的结 构 。为 提 高机 上 组 稳定 性 和 结构 紧凑 , 公 司 的 100MW 级 汽 轮 我 0 发 电机轴承 采用 端 盖式 轴 承 , 即整 个轴 瓦 坐 落在 机
1 一 2
1 0 级汽轮发 电机 滑动轴承综合性能研究 0MW 0
实验两个方面对其性能开展研究 , 揭示其润滑承载
机理 , 以提 高我 国研 发 高 性 能 大 型 汽轮 发 电机 组 提 供 理论 基础 和设计 手 段 。
4 滑动 轴承 的基 础理 论
式 中 , e为雷诺 数 ; e pU / U为 轴颈 的 圆 工作 机理有 明确 的认 识 , 传统 的设
计手册 的计算方法 已无法满足专 用轴承 的设计需要 。 根 据 西 门子 轴 承 的尺 寸大 小 和 工 况参 数 , 过 通
在 上述 压力 边 界 条 件 下 , A I ( 叉 方 向 用 D 法 交 迭代 法 ) 在不 超 出 0 0 0 1的相 对 误 差 下 解 出雷 诺 .0
计算雷 诺 数可 知 , 场 已进入 完全 紊 流状态 , 门子 流 西 轴 承 的性 能必须 用紊 流理 论进 行计 算 。在相 同的工 况和几 何条 件下 , 与层 流 流态 相 比 , 流流场 能 使轴 紊 承承载 力增 加 , 提 高轴 承 的刚 度 和 阻 尼 。在 轴 承 能 工作 时 , 由于润滑 油 的粘滞 损耗 产生 摩擦 发热 , 油 使
可倾瓦径向滑动轴承油膜动特性实验测试
可倾瓦径向滑动轴承油膜动特性实验测试孙云昊;金健;吴兵;臧春阳;王小静【摘要】为了研究可倾瓦径向滑动轴承的油膜动特性,提出一种可倾瓦径向滑动轴承油膜动力特性(油膜刚度系数和阻尼系数)的实验测试方法.利用振动理论建立系统动力学模型,根据实验测得的绝对位移和相对位移信号计算出油膜的动特性系数.实验结果表明,该方法能够排除噪声信号的干扰,具有较高的测试精度,而且简化了计算过程.【期刊名称】《润滑与密封》【年(卷),期】2014(039)004【总页数】4页(P98-100,104)【关键词】可倾瓦径向滑动轴承;动特性;刚度系数;阻尼系数【作者】孙云昊;金健;吴兵;臧春阳;王小静【作者单位】上海大学机械工程与自动化学院上海200072;上海大学机械工程与自动化学院上海200072;上海大学机械工程与自动化学院上海200072;上海大学机械工程与自动化学院上海200072;上海大学机械工程与自动化学院上海200072【正文语种】中文【中图分类】TH133.3由于可倾瓦径向轴承被广泛应用于各种高速旋转机械中,其油膜动力特性直接影响转子-滑动轴承系统的各种性能,因此对可倾瓦滑动轴承油膜动力特性的研究是非常必要的。
JR Lin[1]通过求解Reynold方程理论计算了油膜动特性系数;许太强等[2]研究分析了了在瞬变载荷作用下滑动轴承的相关动特性;王东伟等[5]运用改进的偏导数法计算滑动轴承的动特性系数;张明书等[4]简化了轴承与摆架系统的物理模型,给出了一套基于动平衡实验的最小二乘辨识方法,该方法可在动平衡机上便捷地开展全尺寸实验,快速地辨识出大尺寸轴承油膜动特性系数;毛文贵等[5]计算了高转速下的径向滑动轴承的动特性系数。
但是,理论计算的方法过于繁琐,容易出错,因此通过实验测试得出油膜动特性系数成为广泛应用的方法。
本文作者提出了一种可倾瓦径向滑动轴承油膜动特性系数的实验测试方法,通过实验得到一定工况下径向轴承振动的绝对位移和相对位移,然后再利用本文中的方法计算得到相应的滑动轴承油膜动特性系数。
风电齿轮箱行星轮滑动轴承油膜特性分析
!"LZ89=8BBG=89HBIB7GF6 AB8KBG@P'B7CDE7F6=8BGD" E=8=IKGD@PZN4F7K=@8" &7=D478 _8=CBGI=KD@P]F=B8FB 78N &BF68@<@9D" &7=D478 #(##)`" A6=87& )L]678T=J8IK=K4KB@P&BF68@<@9D" 3789V478 #`/###" A6=87#
收稿日期 )#)( +#! +"(& 修订日期 )#)( +#$ +), 基金项目 国家重点研发计划项目!)#))3YW`)#""### 作者简介 宋玉龙 ! )### +# " 男" 硕士 研 究生" 研 究方 向为(
电齿轮箱滑动轴承% 通信作者 王建梅!",!) +# " 女" 教授" 博士生导师" 主要研
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不同预负荷对椭圆滑动轴承的静动特性的影响
椭圆瓦流体动压润滑轴承的二维油压分布示意图。
(a)(b)图1椭圆滑动轴承的物理模型的半径,C b为,,。
1.2椭圆滑动轴承的数值计算的基本原理1.2.1流体动压雷诺方程流体动压油膜压力的计算主要通过一系列的合理性的假设,运用Navier-Stokes可压缩Reynolds同形式的雷诺方程[2]~[7],本文采用修正后的Reynolds方程[2]G x、G y是修正后的的湍流系数,μ润滑油动力粘度,是相对应压力处的油膜厚度,U为轴颈线速度。
1.2.2椭圆滑动轴承动力学方程滑动轴承的流体动压的油膜特性相当于一个刚度和阻尼的动力学系统,把坐标原点设在轴颈中心的静平衡位置其动力学微分方程[8]~[9]:其中为[K]和[C]刚度系数矩阵,阻尼系数矩阵2不同预负荷条件下数值计算2.1数值计算计算所用的椭圆滑动轴承的预负荷系数取值为0.3:0.1:0.8,步距为0.10.3开始到0.8的一组数据,———————————————————————作者简介:郑帮龙(1995-),男,湖北武汉人,工程硕士在读,研究方向为铀矿冶装备与核动力机械。
图4预负荷与雷诺数的关系体流动较稳定[11]。
图3预负荷与索莫菲尔德系数关系曲线2.3几何参数分析图4和图5显示了不同预负荷对偏心率和偏位角的影响,可以看出随着预负荷系数的增加油膜受到的挤压更加显著,最小油膜厚度变小,楔形效应更加明显[12]。
结合图1的压力云图可以看出偏心率增大,第二油楔效应更明显,图6曲线知预负荷0.3-0.7时,偏位角随着预负荷系数增大而减小,分析原因由于第二油楔作用增加了水平方向的稳定性。
2.4功耗损失图7随着预负荷增大摩擦功耗先减小后增大,表明当预负荷较小时楔形进油区域较小,供油量较少随着预负荷的变大楔形区变大,但与此同时第二油楔区也在扩大这部分增加的功耗,由曲线知其影响大于楔形区进油量的影响。
2.5椭圆滑动轴承的动特性分析滑动轴承的油膜动态特性是区别于滚动轴承的重要特性,该特性对转子轴承系统的稳定起着重要的作用。
滑动轴承实验指导书(更新并附实验报告)
滑动轴承实验一、概述滑动轴承用于支承转动零件,是一种在机械中被广泛应用的重要零部件。
根据轴承的工作原理,滑动轴承属于滑动摩擦类型。
滑动轴承中的润滑油若能形成一定的油膜厚度而将作相对转动的轴承与轴颈表面分开,则运动副表面就不发生接触,从而降低摩擦、减少磨损,延长轴承的使用寿命。
根据流体润滑形成原理的不同,润滑油膜分为流体静压润滑(外部供压式)及流体动压润滑(内部自生式),本章讨论流体动压轴承实验。
流体动压润滑轴承其工作原理是通过韧颈旋转,借助流体粘性将润滑油带人轴颈与轴瓦配合表面的收敛楔形间隙内,由于润滑油由大端人口至小端出口的流动过程中必须满足流体流动连续性条件,从而润滑油在间隙内就自然形成周向油膜压力(见图1),在油膜压力作用下,轴颈由图l(a)所示的位置被推向图1(b)所示的位置。
图1 动压油膜的形成当动压油膜的压力p 在载荷F 方向分力的合力与载荷F 平衡时,轴颈中心处于某一相应稳定的平衡位置O 1,O 1位置的坐标为O 1(e ,Φ)。
其中e =OO 1,称为偏心距;Φ为偏位角(轴承中心O 与轴颈中心O 1连线与外载荷F 作用线间的夹角)。
随着轴承载荷、转速、润滑油种类等参数的变化以及轴承几何参数(如宽径比、相对间隙)的不同.轴颈中心的位置也随之发生变化。
对处于工况参数随时间变化下工作的非稳态滑动轴承,轴心的轨迹将形成一条轴心轨迹图。
为了保证形成完全的液体摩擦状态,对于实际的工程表面,最小油膜厚度必须满足下列条件:()21min Z z R R S h += (1)式中,S 为安全系数,通常取S ≥2;R z1,R Z2分别为轴颈和铀瓦孔表面粗糙度的十点高度。
滑动轴承实验是分析滑动轴承承载机理的基本实验,它是分析与研究轴承的润滑特性以及进行滑动轴承创新性设计的重要实践基础。
根据要求不同,滑动轴承实验分为基本型、综合设计型和研究创新型三种类型。
(1)掌握实验装置的结构原理,了解滑动轴承的润滑方式、轴承实验台的加载方法以及轴承实验台主轴的驱动方式及调速的原理。
标高对转子-滑动轴承系统动力学特性影响研究
( col f s oat s H ri stt o eh o g , ri 100 ,hn ; 1Sho o A t n ui , abnI tue f c nl yHa n 5 0 1C i r c ni T o b a
2Shoo E e y c ne n ni en 。 a i I tu e nl yH rn100 ,h a colf nr i c d g er g H r n n ito Tc o g, a i 50 1C i ) g S e a E n i b ste f h o b n
Absr c I hs p pe t e rng la srbui n,h rtc ls e n he sa lt fm ut— p n rt rb a n y tm t a t:n t i a r,he b a i o d dit i to t e c iia pe d a d t tbii o lis a o o ・ e t g s se y i wa n e t a e s i v seg td. The e u t i d c td ha be rn ee ain a ltl ifu nc o t e rt l pe d f l xb e r s ls n i ae t t a i g l v to h d i e n le e n h c i s e o fe il t i ca rt rb ai y t m , u h d oo . e rng s se b t a muc ifu n e n t e tbii h n e c o h sa lt Th o c u i c n be s d n he e in f mu -p n l y. e c n l son a u e i t d sg o his a rt rb a ng s se a d te p ai le g n e . oo — e r y t m n h r t n i e r i ca K e wor y ds: l ng be i si di arng; a i lva i be r ng ee ton; rtc pe d ;nsabi t p e c iials e i t l y s e d i
大型动压滑动轴承动特性系数辨识研究
第7 期
西 安 交
通 大 学 学
报
Vo144 № 7 .
21 0 0年 7月
J OURNAL OF XIAN I ) JA(TONG UNI VERS TY I
J1 00 u.2 1
大 型 动 压 滑 动 轴 承 动 特 性 系 数 辨 识 研 究
o r eS z o r a e rn s fLa g - ieJ u n lB a i g
ZHANG ig h ,XU i 。 M n s u・ Z l ,QIXio ig ,YU e・ i a bn Li
(1 I si t f n t u eo c a rn c n no mainS se , nJa t n ie s y t Me h to i a d I f r t y tms xi ioo g Unv ri ,Xi n 7 0 4 , ia 2 s o a t 1 0 9 Chn ; .MO y L b rt r f a E Ke a o a o yo
t y t ed n m i sif e sts ,a dt eri fu n e r ic s e n e i e yt ets a a i b h y a c t n s e t n h i le c sa eds u s da dv rf db h e td t me f n i o 0 W u b — e ea o .Th e ut h w h tt ec a g so h h r n a a ee s s fa3 0 M t rog n rtr ers l s o t a h h n e ft ei ee tp rm t r ,e — s n p cal h tfn s ft e b a ig p d s a, o vo sy afc h d n i c to c u a y Th e il t e si e s o h e rn — e e tl b iu l fe tt e ie tf a in a c r c . y f i e
滑动轴承动力特性的数值计算方法
滑动轴承动力特性的数值计算方法李强;许伟伟;王振波;金有海;郑水英【摘要】The computational fluid dynamics ( CFD) and harmonic excitation method were applied to the numerical calcula-tion of dynamic characteristics of journal bearing. By employing a new mesh movement approach based on structured grid, a new approach for calculating the dynamic characteristics of journal bearing was proposed based on the transient flow calcula-tion. The stiffness and damping coefficients of a typical bearing were calculated by applying the new approach. The results obtained from the method were compared with previous classic computation results. The results show that the computation re-sults of two methods are consistent. The effects of the computational initial value and the oil film fracture phenomenon are considered in this method, which is suitable for most of the journal bearing structures. The numerical method has good accu-racy, and the method is valid.%将计算流体动力学与简谐激励法应用于滑动轴承动力特性系数的求解,通过采用全新的变流域动网格技术提出一种基于瞬态流场计算的滑动轴承动特性的计算方法。
柔性支承的滑动轴承-刚性转子系统动力学特性分析
柔性支承的滑动轴承-刚性转子系统动力学特性分析王文斌(兰州交通大学机电工程学院,甘肃兰州730070)摘要综合考虑滑动轴承油膜力支撑、柔性支承受外部激励等非线性因素的影响,建立一个两端柔性支承的刚性转子模型,运用4阶变步长Runge-Kutta算法对系统的动力学行为进行数值仿真,得到了刚性转子系统在不同外部激励幅值下随转速变化时的位移分岔图,以及特定参数下的相图、Poincaré映射图,直观揭示了系统的动力学特性。
结果表明,中低速阶段,系统随着转速的提升出现了混沌、多周期、概周期、单周期等复杂动力学行为;在中速和高速阶段,系统主要是多周期和混沌运动的相互转迁,以及阵发性混沌运动现象的出现。
外激励幅值的增大,会使得系统容易形成概周期运动,并导致轴颈-轴瓦处油膜力的增大。
关键词非线性油膜力柔性支承刚性转子Runge-Kutta法混沌Dynamics Characteristic Analysis of Sliding Bearing-rigid RotorSystem with Flexible SupportWang Wenbin(School of Mechatronic Engineering,Lanzhou Jiaotong University,Lanzhou730070,China)Abstract Considering the influence of nonlinear factors such as oil film force support of sliding bearing and external excitation of flexible support,a rigid rotor model with flexible supports at both ends is established. The dynamics behavior of the system is numerically simulated by using the fourth-order variable step size Run⁃ge-Kutta algorithm,the displacement bifurcation diagrams of the rigid rotor system varying with rotational speed with different external excitation amplitudes,and the phase diagram and Poincarémap under specific pa⁃rameters are obtained.These diagrams directly reveal the dynamic characteristics of the system.The results show that the complex dynamic behaviors such as chaos,multi period,almost periodic and single period appear with the increase of rotating speed in the middle and low speed stage,in the middle speed and high speed stage,the system is mainly the mutual transfer of multi period and chaotic motion,and the emergence of paroxysmal chaotic motion.With the increase of the amplitude of external excitation,the system is easy to form almost peri⁃odic motion,and the oil film force at the journal bearing bush increases.Key words Nonlinear oil film force Flexible support Rigid rotor Runge-Kutta method Chaos0引言现代化的工业生产离不开大型旋转机械,而作为旋转机械的主要工作部分,转子系统的动力学行为直接影响着旋转机械的工作平稳性与安全性。
转子-滑动轴承系统动力学相似性研究
转子-滑动轴承系统动力学相似性研究王永亮;崔颖;韩聿;曾之禄【摘要】针对转子-滑动轴承系统缩比模型与原型是否满足动力学相似的问题,采用量纲分析法建立了考虑陀螺力矩和滑动轴承非线性油膜力的转子-轴承系统相似准则,确立了模型与原型各物理量相似比。
理论研究表明,通过采用模化转子滑动轴承静载荷补偿措施,可使转子-轴承系统满足动力学相似要求。
补偿处理后的模型和原型转子系统的临界转速、失稳转速、不平衡响应均具有相似性。
并通过算例对比分析转子几何比、材料密度模化比和弹性模量模化比对轴系不平衡响应特性相似性的影响规律,验证了所推导的转子动力学相似准则的正确性。
%Are dynamic characteristics of a rotor-sliding bearing system scaled model similar to those of the original system?To answer this problem,dynamic similarity criteria for rotor-sliding bearing systems considering gyroscopic moment and nonlinear oil film force were derived by using the dimensional analysis method,and the similarity ratios of physical variables of the scaled model to those of the original system were obtained.The theoretical study showed that the dynamic similarity requirements of rotor-sliding bearing systems can be met by using the static load compensation measures of sliding journal bearings of the scaled rotor system;the critical speed,stability threshold speed and imbalance response of the scaled system after compensation and those of the original system have a similarity;the correctness of dynamic similarity criteria of rotor systems proposed here is verified using comparative analysis for imbalance response characteristics of the scaled system model and those of theoriginal system with different rotor geometric ratios,material density ratios and elastic modulus ratios.【期刊名称】《振动与冲击》【年(卷),期】2017(036)001【总页数】9页(P153-160,193)【关键词】动力学相似;转子动力学;陀螺效应;滑动轴承;非线性油膜力【作者】王永亮;崔颖;韩聿;曾之禄【作者单位】大连海事大学轮机工程学院,大连 116026;大连海事大学轮机工程学院,大连 116026;大连海事大学轮机工程学院,大连 116026;中核集团中核核电运行管理有限公司,海盐 314300【正文语种】中文【中图分类】TH133.3转子是大型汽轮发电机组、给水泵、风机、重型燃气轮机等旋转机械的核心部件,其动力学行为关系到设备运行稳定性和安全性。
椭圆形轴瓦滑动轴承动特性数值分析
椭圆形轴瓦滑动轴承动特性数值分析王欣彦;王立鹏;战洪仁;寇丽萍【摘要】The numerical model of the flow field of elliptical bearings was built by finite volume method.The effects of the ellipticity and eccentricity on the dynamic characteristics of the bearing film were analyzed,and the Taylor flows of dif-ferent velocities were studied by FLUENT.The results show that,with the increase of ellipticity,the stability of the bearing rotor system is improved.Oil film pressure is increased approximately linearly with the increase of eccentricity.With the in-crease of speed,the turbulent Taylor vortex appears,and the number of vortex is increased gradually,vortex changes from regular shape to irregular shape.%采用有限体积法建立椭圆形轴承流场的数值分析模型,并运用FLUENT求解椭圆形轴承流场,分析轴承椭圆度、偏心率等参数对轴承动特性的影响,并对不同转速下椭圆形轴承的Taylor涡进行研究。
结果表明:随着椭圆度的增大,整个轴承-转子系统的稳定性提高;油膜压力随着偏心率近似线性增加;随着转速的增大,湍流Taylor涡开始出现,数目逐渐增加,涡流形状逐渐由规则变为不规则。
推力滑动轴承介绍
推力滑动轴承介绍1总体结构推力滑动轴承主要是用来承受轴向负荷的,按照轴瓦是否可倾分为固定瓦推力轴承和可倾瓦推力轴承。
固定瓦推力滑动轴承又可分为多油沟推力轴承(图1-3),斜面固定瓦推力轴承(图1-4)、斜一平面推力轴承(图1-5)、阶梯面推力轴承(图1-6),螺旋槽推力轴承(图1-7)[截面常做成矩形截面。
工作时依靠固体表面的相对运动(当推力轴承固定时,轴上的推力盘相对轴承作顺时针转动带动润滑剂沿各条螺旋槽向中心流动。
由于槽不开通到中心孔,摩擦面在不开槽处的间隙要小的很多,因此润滑流体在槽的里端处受阻,从而建立压力分布以承受载荷]。
在斜面固定瓦轴承中,当工况改变时,轴承入口与出口的间隙值将同时同量增减,间隙比随之改变,不能始终维持最佳的设计状态。
为此,澳大利亚的Michell和美国的Kingsbury同时于1905年独立地提出了解决方案,设计了能够绕支点自由摆动的瓦块,即可倾瓦轴承。
图1-8所示即为可倾瓦推力滑动轴承的总体结构图,由八块可倾瓦轴承组成,相当于有八个油楔,每块瓦都能绕各自的支点旋转,能够很好适应工况的变化。
2支承结构支承结构是推力轴承的重要组成部分,它对瓦块间负荷的分配有着很大的影响,除了应满足强度、刚度要求外,还应该保证载荷在各瓦块上分布均匀,制造容易,安装调整方便。
图1-9为常用的可倾瓦推力滑动轴承支承结构简图。
不同的支承结构,其承载能力不尽相同,对推力瓦的变形起着重要的作用,从而影响推力轴承运行性能。
3轴承材料轴承材料的合理选择,对轴承能力的发挥起着决定性作用。
轴承的失效首先表现为轴承材料的损坏,以及由此引起相关零件的损坏。
所以,对轴瓦材料具有较高的要求,具体有:足够的抗疲劳强度;良好的减摩性;良好的抗胶合性;一定的塑性和磨合性;良好的嵌入性;较高的耐磨性和耐腐蚀性。
根据这些要求,轴承常用的材料主要有下列各种:巴氏合金、铜基合金、铝基合金、福基合金、锌基合金、铸铁、银、橡胶、石墨、工程塑料、粉末烧结轴承材料、薄箔、木材、宝石等。
基于CFD方法的液体动压滑动轴承动特性研究
between CFD and Reynold equation
计算方法 最大压力 /MPa 有效载荷 /N 计算时间 / s
V T2FA ST
21328
1 155
2
V T2EXPR ESS
21324
1 143
5
CFD 148 000
21356
1 162
8 140
212 上 、下瓦开槽的轴承
图 4 上 、下瓦开设通油槽轴承模型简图 Fig 4 The bearing model holded oil groove in upper and lower pad
表 2给出了 CFD 方法和雷诺方程计算结果 [2 ]的 比较 。从表中可以看出 , 2 种方法计算结果基本相 同 , CFD 方法计算结果稍高于 Reynold方程 。
表 2 CFD 方法和 Reynold方程计算结果的比较 Table 2 The comparison of calculate result
23种不同结构形式轴承计算结果比较应用fluent方法和雷诺方程计算了普通圆柱轴承和上瓦下瓦开槽圆柱轴承的压力场并对最大压力有效载荷和润滑油流量等特性数据进行了比较分普通圆柱轴承图3普通圆柱轴承压力分布ig3pressuredistributioncolumnbearing图3给出了普通圆柱轴承压力分布情况
表 3给出了 3种情况下最大压力 、有效载荷和进 油量的比较 。
表 3 不同计算模型最大压力 、有效载荷比较 Table 3 The comp a rison of m ax p re ssu re and
payload for different calculation models
计算模型
计入供油压力的螺旋油楔动压滑动轴承动静特性分析
e ti f e c n d n mi tf e sa d d mpngc e ce t .n u r su e q ik n ub c n i fo whc sfv r b e n nl n e 0 y a c si n s n a i o f ins I p tp e s r uc e sl r a toll w。 ih i a o a l u f i i
20 0 8年 1 月 1
润滑与密封
LUBRI AT ON C I ENGI NEERI NG
NO .2 08 V 0 Vo . 3 No 1 13 . 1
ห้องสมุดไป่ตู้
第3 3卷 第 1 期 1
计 入 供 油 压 力 的 螺 旋 油 楔 动压 滑 动轴 承动 静 特 性 分 析
王 丹 丹 丹 丹
( 潍坊学院机电工程 学院
山东潍坊 2 16 ) 6 0 1
摘要 :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。 关键词 :螺旋油楔动压滑动轴承 ;供油压力 ;动静特性
Ab ta t Dy a c a d sai haa trsiso e n v lsi ig b a n te s ia i we g y rd n mi e rn src : n mi n ttcc rce tc fa n w o e ldn e r g,h pr lol d e h d o y a c b ai g i i
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t 繇 分布 的情况,然后轴 承
K= 芸。纰 yf c x. s
:
的 力 布 我 主 利 公 F f (yx , 算 出 应 分 , 们 要 用 式 = px)d 计 得 , ,dy
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[ 高庆水 ,杨建刚.基 于 CF 方法的液体动压滑动轴承动特性研 2 2 ] D 究 [. 润 滑 与 密封 ,20 ,39 :6— 6 . I ] 0 8 () 7 9 3 [] 3 YANGJ n a g i gn ,Guo i I N n w i a Ru,T A Yo g e.Hyr — d bs b dr i a 试 as i fn t n /f i e met u co i i t l n mo eig fj u b an O . T ioo y ne e d ln o o m ̄ er g 】 l i r lg b
常发 生磨损 、粘着等失效形式 ,滑动轴承 的安全 以及稳定性直接影
响 设 备 的 整 个 设 备 的 安 全 性 和 稳 定 性 , 所 以加 强 对 滑 动 轴 承 的 压 力
分布特 点以及 动特性的研 究对提 高滑动 轴承的性能 ,减 少轴承 失效 具 有 重要 的 作 用 。 下 面主 要 进 行 研 究 滑 动 轴 承 的 压 力分 布和 动 特 性
[1 I
( ) z6 + 妒s 中 丢 +' " 嚣1o i 公 赛g-= 2 s n 3 ( 其 T 氓 c
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式 中 D 和 P为油膜 的厚度和油膜的压力, 其压力主要是根据如 下公
式积分可 以得 出滑动轴承动特 性系数 :
在行算 轴压分时我主采数计 网离 进 计的承力布,们要用值算格散
承 由于 广 泛 应 用在 高 速 、 高 精 度 以及 重 载 和 大 转 矩 的 场 合 ,所 以经
应力也是 比较大 的,通过进行 比较载荷 、卷吸速度对 mi s应力场 s e 的影 响,可以发现 ,载荷 的影响要 比速度 的影响大很多口。总之 , J 在转速 不变 的情 况下 ,载荷越大 ,其最大压力也 随之变化 ,并且此 时的最大 Mi s应力也升高的最宽,所以可以得 知载荷 是影响最 大 s e
22滑动轴承 动力特性系数的影响 . ( )间隙的宽度对滑动轴承动力特 性系数的影响 1
间隙宽度 对轴承动力特性的影 响是 非常大 的,并且滑动轴承的承载 能力将会 随着 轴承间隙宽度 的增加很容不 断减低 ,这主要是因为在
外 部载荷相 同时,
通 过 上 表 可 以看 出 ,在 轴 承 转 速 为 1m/ , 如 果 载 荷 不 同 , 5 s时
许 成 伍 , 9 4年 4月生 ,男 ,助 理 工 程 师 ,毕 业 于 华北 电力 18 大 学 热 能与 动 力 工 程 专 业 ,学 士 学 位 。
( 上接第 2 5页 ) 6
载荷相 同的情况下 ,轴承反力相同【。 4 ]
3总 结
间隙宽度 比较大 的轴 承转轴偏心 率比间隙宽度 较小的轴承 的偏 心率大 ,所 以随着 间隙宽度 的增加 ,其滑动轴承 的动特 性系数也会 随着不 断的降低 ,这样才 能保证在相 同的载荷下轴承 的反力相 同。
I tr a i n l 2 0 n e n to a , 0 8,41 1 6 -1 7 . : 19 1 5
[]史冬岩 ,张成 ,任龙龙 ,张 亮,彭梁.滑动轴承压 力分布及动特 4 性 系数U.哈 尔滨工程大学学报 ,2 1,29:13 ] 0 1 () 1 一13 . 3 18
g停运循泵时 出口门未关 闭到位 ,少量循环水倒流 。停运循泵 应 事 先 派 人 到 就 地 后 方 可 操 作 。操 作 过 程 中发 生 出 口 门 未关 闭 到位 的情 况 ,应 立 即派 人 手 动 关 闭停 运 泵 的 出 口 门 。在 循 泵 倒 转 的情 况 下 ,严禁启动倒转泵 。对与真空系统相连 的各加热器运行工况进行 分析 ,判断是否加热器故障 引起真 空异常 。若确 定加热器异 常,解 列该加热器进行 内部检查。 h冬季应定期检查冷水塔结冰情况 。若冷水塔结冰严重 ,会影 响冷水塔下部进风量 ,从而使循环水温上升 ,凝汽器真 空下 降。若 结冰严重 ,应清除冰块。 ’ i机组投运前 ,应进行凝汽器灌水查漏 。凝汽器 与基础采 用挠 性连接 的系统 ,应先对凝汽器基础进行钢性加 固,方 可进行 灌水查
通过上述对滑动轴承 的压力分布 以及动特性分析研究发现 ,在 轴承转速不变 的情况下 ,载荷越大 ,其最大压力也随之变化 ,并且 此 时的最大 Mi s s 应力也升高的最宽,所以可以得知载荷是影响最 e 大 ri s应力 的重要因素 ,而速度是影响油膜 厚度 的重要 的因素 。 as e 并且通过进行对滑动轴承 的动力特性进行研究发现 ,间隙宽度和轴 承 的长度对滑动轴承 的动力特性具有非常大 的影响 ,所 以加强对滑 动轴 承的压 力分布情 况 以及 动力特 性的影 响对提 高滑动轴承 的性 能 ,保证其安全稳定的运行具有 重要的作用和价值
如下 图所示不 同的间隙宽度动特性系数的时域响应 。
囊
象
图 3 不 同 间 隙 宽度 的动 力 特 性 系 数 的 时 域 响 应 : ( )轴承长度对轴承动力特 性系数的影响 2 通过研究发现 ,滑动 轴承的长度对滑动轴 承的动力特性系数 具有非常大的影响,并且随着轴承长度的增加,其 滑动轴承 的承载 面积也会随着增加 ,所 以在轴承 的偏心率 的相 同的情况下 ,其 能够 产生更加的承载力,并且在外部载荷相 同的情况下 , 轴承 的长度越 长 ,其转轴 的偏心率就会越 小,所 以随着滑动轴承长度 的增加 ,滑 动轴承 的动力特性系数就会 随着不 断的增加 ,从而 能够有效保证在 ( 接 第 2 8页 ) 上 6
参考文献 :
[]UN u , 1S J n GUI C a g n E e to b c t n s tso e t g o h n l . f c fl r a o t u fb a n n i ui i a i cakh fse gh[ 】J u ao T ioo y asco s fh ME rn sa rnt J .o rl f r lg , nat n te tt n b Tr i o AS ,
52 . 可以很好地 降低 油枪 的现场维护量 , 较好 的控制运行成本 。
5 3油枪在正常条件下均 能点燃 。 . 5 4油枪和点火枪 电磁阀在外部的 电磁阀箱内,检修维护方便 . 且 不 易损 坏 。
6结 论
综上所述, 由于 自备 电厂的油枪在长期以来无 法正常的投入 , 通 过对现 场出现 的 问题 进行分析研究并讨论出相关技术方案 , 目前 取 得了显著的效果,不仅达到了油枪 稳定可靠的投入 ,也为我们 节 I 孟 覃 ■ 唯埘蕞 l 1 m. 省 了现场 维护成 本。通 过几个 月以来 的实践证明该方 案是可行 的, 并在推行 。我们 除了对 出现 的问题进行 了解 决,为了长期稳 定的运 行我们还应 利用停机停炉 过程 中进入炉 膛对 油枪的位 置和火检 的透 镜石 英镜 片进行清焦 ,并定期 的对火检 参数和火检探头 的光 导头进 行更换 。 作者简介 :
并且通 过方程可 以求解 出滑 动轴 承三维应力场 的分布情况 ,根据 公 式并输 入滑动轴承 的工作 的参数 可以计算出滑动轴承压力 分布 的情
况 ,其 工 作 参 数 以及 计 算 结 果 如 下 表 所 示 :
叠
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( 下转第 2 6页 ) 5
21. 2 5 02 9I 6 0
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4 5火检方面也采取 了相 关改进措施 ,由于冷却效果不好导致 . 在燃烧 过程 中维护 费用和缺 陷的发 生越来越高 ,为 了尽可能降低改 造成 本和工作量,首先我们对三 台机组 的冷却风套管更换为新型冷 却效果比较好 的套管 ,并在探头和外导管之间加装胶木接头 ,通过 胶木 的不善 于传 导的特点隔绝热量 。此种方式的实施可 以解决超温 问题 的 2 %。针对热辐射 :8 %的超温 原因是热辐射 导致 的。在探 0 0 头上 加 装 专 用 冷 却 风 罩 ,对 探 头 进 行 屏 蔽 ,隔 绝 探 头 与 热 辐 射 的 传 导方式 同时在冷却风罩里面通入 冷却风 ,可 以有效 降低探头温度: 其次我们对火检冷却风也进行 了改造, 由于我们用的火检冷却风在 对系统进行冷却 时,E 层 的冷却不是很好所 以用一次风来代替火检 F 冷却风来进行冷却 。事实证 明,采取此种方式可 以将探头温度 降低 到6 O以下 ,很好的解决超 温问题 ,保证 了探头的长期安全稳定的工 作。 4 6摆 角的摆 动角度进行 了调整 ,并在 不同的角度 下、不同的负荷 . 工况下对火检参数进行调整 ,以满足 既要 真实反映该油枪的燃烧情 况又要不能偷看相邻层的火检信号 。 5改造后 的效 果 5 1加装火检冷却风 罩既可 以提 高火焰检测 的稳 定性,又可以 . 提高设备的安全 性。有利 于油枪在冷态和热态情况下更好的燃烧 。
轴承 表面粗糙度 62
轴 承 上 载荷 F
30 0 0、 6 0 0 0、 9 0 N 0O
通过 将上述参数输入 公式可以得 出不 同载荷压力 的特 点,其计算结 果如 下 表 2所 示 : 表2 :不同载荷的计算结果 ( 轴承速度 1r s 5r ) d
霉 霉
其中公式中 D 和 L指滑动轴 承直径和长度。
莲罄 猎
21滑动轴承动特性 的系数分析 . 滑动轴承在任意 的时刻 的等温 状态下,其油膜流场压力分布都
可 以有 方 程 :