李鹏举[1]2009年在《供油压力对浮环动静压轴承性能影响及实验研究》文中研究说明动静压浮环轴承多数用在航空、航天发动机,空分设备,超精密磨床等高速旋转机械中。因此,深入研究供油压力对动静压浮环轴承性能的影响,通过控制内、外膜供油压力对轴承—转子系统的稳定性进行主动控制,对于改善上述机械性能应该具有重要的意义。本文以轴承—转子系统为基本研究对象,分析计算了径推联合浮环动静压轴承静动态特性,以及轴承—转子系统的稳定性,并给出了相关实验参数及实验方案。导出了内外膜独立供油的具有深浅腔结构的动静压浮环轴承径向及推力部分的内、外膜雷诺方程,静动态系数表达式,轴承等效刚度和阻尼系数,稳定性判据。编制相应的有限元计算程序,计算轴承系统在内外膜不同供油压力、不同偏心率下,浮环平衡时的内外膜静动态特性系数,以及不同转速不同供油压力下的单层油膜静动态特性等数据。深入分析内外膜供油压力的改变,对轴承—转子系统稳定性的影响,绘制了各工况下的特性曲线。在此基础上确定主动控制的措施,给出其设计方案。根据计算所得参数,设计制造了轴承试件,确定了实验台参数,并设计了实验方案。本文得到的计算数据可供设计、计算同类滑动轴承时参考。
吴超[2]2004年在《径一推联合动静压轴承动特性实验研究》文中指出本文是在径推联合浮环轴承二维模型试验的基础上，利用自制的试验台对径推联合动静压轴承进行了试验研究，首次得到了该轴承全部十八个动特性系数，并将根据叁维油膜模型试验结果同理论计算结果和按二维油膜模型得到的试验结果进行了对比。 本文首次导出了求解叁维油膜动特性系数的时域和频域数学模型，以及用广义逆矩阵求解叁维动特性系数的公式，接着设计了一套叁维油膜测试系统，并对试验台进行了改造，采用静动法和叁次激振法原理进行试验。首次得到单层油膜十八个动特性系数，并把实验所得数据绘制成动特性曲线，与理论值以及二维模型所得结果进行比较，得到几个重要结论： 1．轴向主刚度系数小于径向主刚度系数，径向主阻尼系数略小于轴向主阻尼系数； 2．与轴向有关的交叉动特性系数不等于零，说明径推联合轴承轴承径向和轴承轴向之间是相互影响的； 3．交叉动特性系数与主动特性系数不在同一数量级，与轴向有关的交叉动特性更小； 4．叁维油膜模型实验结果比二维油膜模型试验结果更接近理论值，但在低速时差别不明显。 以上结果为径推联合轴承进一步研究，特别是工程应用提供了更为坚实、合理的基础。 本文给出的数据和图表可供设计者参考。
李瑞珍[3]2009年在《径—推联合浮环动静压轴承结构及试验研究》文中研究表明浮环动静压轴承由于在降低摩擦功耗、提高稳定性等方面的特点,在高速旋转机械领域正在越来越受到重视。但是目前的动压、动静压浮环轴承均采用内外膜统一供油结构,一方面浮环启动困难,另一方面很难通过调节供油压力来主动控制轴承—转子系统的稳定性;这种供油方式,在径向—推力联合浮环动静压轴承中存在问题更多,如推力油膜和内油膜节流器不好选择,计算中边界条件和协调条件极难决定等。为了克服这种供油方式的缺点,本文提出了一种内外膜(分路)独立供油的径向—推力联合浮环动静压轴承结构,并给出了具体的设计参数、加工方法、工艺路线。同时解决了内油膜供油系统中小深孔加工及高速时轴端供油、测压的密封等难题。在设计、制造试验轴承和试验台的基础上,应用叁次激振法测出了该浮环轴承的静、动特性,详细分析了导致试验误差的因素和特点,提出了消除误差的措施。通过对试验数据的处理和与理论计算结果的对比,得到了几个重要的结论。该轴承结构一方面可保证浮环的顺利启动,避免了串联形式纯动压浮环轴承在工作时由于外界条件的变化,浮环有可能贴向轴颈或轴瓦上的问题;更重要的是可以通过调节各路供油压力主动控制内外油膜的动特性,这样一旦轴承—转子系统出现油膜涡动或油膜振荡,则可直接降低供油压力来抑制油膜涡动或油膜振荡。本文还较全面的分析了径向—推力联合浮环动静压轴承静、动态特性测试系统中试验装置、供油系统和加载系统设计及安装中存在的问题及解决方法。在此基础上,利用内油膜单独供油的特点,提出了在高速情况下,内油膜压力测量的初步结构。
石璞[4]2003年在《径推联合浮环动静压轴承静特性试验研究及气穴现象的理论研究》文中研究表明径—推联合浮环动静压轴承自二十世纪七十年代经提出后，已进行了较为系统的研究。但是大多数研究都集中在轴承结构本身，对供油系统中由于供油压力变化而造成油腔中出现气穴现象对轴承特性影响的研究较少。沈心敏、安琦等在研究中分别指出气穴对轴承特性有影响。 本论文试图从理论方面研究由于供油压力变化导致气穴现象(这时候呈现两相流润滑)对径—推联合浮环动静压轴承动静态特性的影响，为以后可能寻求主动控制作了准备。 论文首先分析了供油装置中诸元件如何影响到供油压力的变化。进而分析由于供油压力变化导致气穴现象发生时，对轴承动静态性能的影响。另外对紊流工况下两相流润滑对轴承动静态特性的影响作了初步探讨。最后对径—推联合浮环动静压轴承静特性进行测试，对实验数据进行了处理、绘制了相应的图表并对试验结果和计算结果进行分析对比，得出了—定的结论。 具体工作内容如下： 1 分析供油系统诸元件对供油压力的影响。 2 初步分析了气穴现象出现的可能性、原因、研究的意义。 3 建立了两相流流场模型和了两相流工况下数学模型，并给出了相应的边界条件。 4 推导出了两相流润滑工况下轴承径向部分和推力部分动静特性系数的表达式。 5 采用有限元方法对油膜进行分析，给出了数值计算方法。 6 对紊流工况下两相流润滑进行了初步的理论研究。建立了数学模型，推导出相应的Reynolds方程和动静特性系数表达式。 7 对径—推联合浮环动静压轴承静特性参数进行了测试。 8 对试验数据进行处理、绘制相关的图表、对实验结果和计算结果进行了对比，分析了原因，得出了一定的结论。
周树堂[5]2010年在《动静压浮环轴承紊流特性基础研究》文中研究指明随着现代工业的发展,航空航天及各种精密加工机床等高速、超高速旋转机械对支承提出了越来越高的要求,而动静压浮环轴承是提高轴承-转子系统转速的有效手段,受到国内外学者的高度重视,目前对于浮环轴承的研究大多是基于层流假设下,随着支承转速的提高,雷诺数增大,轴承内部的润滑油膜流态也由层流转变成紊流。因此在层流状态下研究浮环轴承油膜特性和高速时油膜的实际工况相差太远,需要在紊流工况下探讨浮环轴承的各种特性。本文以高速径-推联合浮环动静压轴承为研究对象,建立了其在紊流状态下的数学模型,用有限元法计算出内、外层油膜的静动态特性,与之在层流工况下的数据进行了比较。分析了两种润滑状态产生差异的原因,同时也分析了雷诺数及偏心率对静动态特性的影响。研究工作主要包括以下两个方面：1、以壁面定律为基础,导出了高速径-推联合动静压浮环轴承在紊流状态下的雷诺方程,静动态特性系数表达式以及轴承的等效刚度和等效阻尼系数。在不同的偏心率下,利用有限元素法求解轴承的压力分布,浮环平衡时内外膜静动态特性系数。2、深入分析了随转速和偏心率的转变,轴承在紊流润滑状态下和层流润滑状态下的区别及轴承在紊流工况下的各种参数。绘制了各种工况下轴承的特性曲线。由分析结果可以得出,当轴承运行在高转速情况下,润滑油膜处于紊流状态,层流假设已不再适合于高速轴承的研究。
胡松峰[6]2007年在《计入深腔气穴及浮环质量的叁维浮环轴承特性研究》文中进行了进一步梳理动静压浮环轴承具有摩擦功耗低、精度高、寿命长、稳定性好、油膜刚度高等优点，在空分、钢铁、发电和高速旋转机械领域具有良好的应用前景。目前对动静压轴承的研究主要集中在单层油膜轴承，对于动静压浮环轴承—转子系统，特别是浮环轴承深腔中的气穴现象以及浮环质量等因素对轴承—转子系统的影响，还未进行深入研究。本文对具有深浅腔的径向—推力联合动静压浮环轴承在计入深腔气穴的情况下进行了理论分析，建立了两相流数学模型及公式，编制了计算机程序，求得了该轴承静、动态特性；并对圆锥浮环动静压轴承在计入浮环质量时研究了其稳定性，得出了一些有意义的结论，为进一步研究浮环轴承—转子系统稳定性和工程应用奠定了一定的理论依据。首先，导出了径向及推力动静压浮环轴承内、外层油膜圆柱坐标系、极坐标系下的无量纲广义Reynolds方程；在此基础上引入气油两相流物理模型，并推导出了含惯性项的变密度、变粘度的广义Reynolds方程；无量纲化后，利用八节点等参元法求解出了该种轴承内、外层油膜的压力场，并计算了该轴承得静、动态特性，讨论了不同工况下的变化规律，绘制了可作工程参考的特性曲线。其次，推导了计入浮环质量和运动状态的圆锥浮环动静压轴承—转子系统动力学方程和稳定性计算公式。在求解方程后，与不计浮环质量和其运动状态的稳定性结果进行比较，得到了一些重要结论。文中给出的数据及图表可供设计者参考。
许莎[7]2003年在《径推联合浮环动静压轴承动特性试验及惯性项下温度场理论研究》文中研究指明本文是在径向—推力联合浮环动静压轴承理论研究的基础上，利用自制的实验台完成了对该轴承的动特性试验研究，首次得到了测试轴承的动态特性，并将实验结果和理论计算进行了对比。同时，本文对计入惯性项下径推联合浮环轴承的温度场问题进行了理论研究，首次导出了该种情况下的联立方程组和边界条件。 首先，根据理论计算的内、外膜压力场分布及静、动特性参数，设计了该套轴承。然后，在此基础上，采用静动法测量轴承的刚度。首先，对处于平衡位置的测试轴承分别沿水平方向、铅垂方向及轴向缓慢施加载荷，根据静动法原理求得各个转速下测试轴承径向部分内、外膜8个刚度系数以及推力部分内、外膜2个刚度系数。采用激振法测量轴承的阻尼，对处于平衡位置的测试轴承分别沿水平方向、上45度方向及轴向进行锤击，根据锤击法原理求得各个转速下轴承径向部分内、外膜总阻尼系数以及推力部分内、外膜总阻尼系数。在试验所得数据的基础上，绘制了该种轴承径向部分及推力部分的动特性曲线，并与理论计算结果进行了分析对比。此外，本文还首次对考虑惯性项下该动静压轴承的温度场进行了理论研究，建立了数学模型，导出了该浮环动静压轴承径向部分、推力部分的能量方程、雷诺方程以及粘温关系、压力、温度边界条件等。 以上轴承的试验研究及理论推导为径向—推力联合浮环动静压轴承的进一步研究和工程应用奠定了基础。 本文完成的工作是国家自然科学基金项目“径向—推力联合浮环动静压轴承静、动特性研究”中的一部分。 本文给出的数据及图表可供设计者参考。
参考文献：
[1]. 供油压力对浮环动静压轴承性能影响及实验研究[D]. 李鹏举. 郑州大学. 2009
[2]. 径一推联合动静压轴承动特性实验研究[D]. 吴超. 郑州大学. 2004
[3]. 径—推联合浮环动静压轴承结构及试验研究[D]. 李瑞珍. 郑州大学. 2009
[4]. 径推联合浮环动静压轴承静特性试验研究及气穴现象的理论研究[D]. 石璞. 郑州大学. 2003
[5]. 动静压浮环轴承紊流特性基础研究[D]. 周树堂. 郑州大学. 2010
[6]. 计入深腔气穴及浮环质量的叁维浮环轴承特性研究[D]. 胡松峰. 郑州大学. 2007
[7]. 径推联合浮环动静压轴承动特性试验及惯性项下温度场理论研究[D]. 许莎. 郑州大学. 2003