水润滑轴承

摘要： 近日,加拿大顶尖级学府之一的麦克马斯特大学(McMaster University)的一项最新环境调查研究显示,油润滑螺旋桨轴轴承系统在运行过程中的漏油问题如果处理不当不仅会对环境造成危害,还将阻碍整个航运业的脱碳进程,需要业界予以重视。易被忽视的污染源为了更好地了解为什么大多数新建船舶在更清洁的技术得到验证且广泛应用的当下,仍继续选择安装相对不合时宜的油润滑螺旋桨轴轴承系统。加拿大U15研究型大学联盟成员麦克马斯特大学的德格鲁特商学院(DeGroote School of Business)的研究人员在2021年对1000多位海事行业专业人士进行了调查访问。

摘要： 针对电磁加载装置电磁力在动态载荷模拟试验中的不稳定现象,为了给水力机械中的水润滑轴承性能研究提供准确载荷,电磁力动态变化机理需深入研究。首先,通过理论推导得到了电磁加载装置电磁力动态变化数学模型;其次,建立了电磁加载装置物理模型并进行有限元分析,获得了电磁力、磁阻力矩与磁通密度等参数的变化规律;最后,进行了电磁加载装置电磁力动态试验测试。理论、仿真与试验测试对比分析结果表明:电磁力动态变化与轴转速变化、轴偏心密切相关;轴转速升高,电磁铁表面涡流与集肤效应逐渐增强,加载盘表面磁阻增大,电磁力逐渐减小;轴偏心会引起轴与电磁铁间隙变化,从而导致电磁力变化;在0.5~1.5 A电磁铁电流激励下,轴无偏心与存在偏心时,电磁力仿真与试验结果的最大误差分别为6.8%,6.1%。

摘要： 为了对船舶水润滑轴承磨损状态进行监测,对均匀光纤布拉格光栅和线性啁啾光纤布拉格光栅的光谱特性和磨损特点进行分析,设计了橡胶轴瓦植入光纤光栅传感器的封装结构及磨损监测仪。试验表明:监测系统满足轴承在线实时磨损监测需要,可为智能橡胶轴承的研制及船舶运行健康监测提供新方法。

摘要： 针对无轴泵喷轮毂布置式水润滑支撑/推力轴承的敞水自润滑结构,以桨叶做功后产生的高速高压流场为输入来设计轴承的润滑和冷却流动通道,形成一体化支撑/推力轴承的自循环润滑方案。鉴于桨叶水动力与轴承间隙流的耦合影响作用,提出了两者迭代的设计方法,建立了桨叶与轴承间隙水动力耦合计算模型,实现了无轴泵喷轴承间隙流量的定量计算与分析,完成了无轴泵喷推进器样机敞水试验和一体化水润滑轴承台架试验。在整个测试区间内,推力系数和轴承间隙流量计算值与测试值最大误差分别为6.2%和4.6%,验证了设计方法和计算模型的有效性与准确性。所提方法对无轴泵喷推进器水力性能的设计与优化具有重要的工程意义。

摘要： 水润滑轴承润滑介质的黏度较低,轴承动压润滑难以形成。研究水润滑轴承润滑状态转变特性,可为水润滑复合材料轴承的设计和优化提供依据。建立水润滑轴承流固耦合计算模型,研究轴承承载力、水膜压力、轴承变形量随工况的变化关系,提出水膜厚度测试方法,研究轴承摩擦因数、水膜厚度随转速、负载的变化规律。研究结果表明:随偏心率和转速增大,轴承承载力、最大水膜压力和最大变形量均逐渐增大;随转速增大,轴承承载力、最大水膜压力和最大变形量的增幅逐渐减小。试验发现随着负载增大,改性UHMWPE轴承从混合润滑向动压润滑转变的膜厚比逐渐减小。

摘要： 本文在传统轴承动力学分析模型的基础上考虑了水润滑轴承轴瓦的刚度、阻尼和轴承质量以及可能存在的接触刚度、阻尼,推导了考虑表面粗糙度和轴瓦变形的扰动压力雷诺方程,对比了混合润滑模型与动力润滑模型、弹流润滑模型的轴承动力特性系数并分析其差异,研究了倾角、粗糙度等参数综合作用下水润滑轴承动力特性系数的变化规律。结果表明,最小膜厚比大于某一阈值时粗糙度增加可提高水膜动力特性系数,轴瓦变形会使动力特性系数减小,同时也会扩大使水膜刚度、阻尼获得增幅的粗糙度范围,但削弱了粗糙度对承载方向刚度、阻尼的增幅效果。此外,在承受载荷一定的条件下,粗糙轴承的动力特性系数在倾角较大时明显小于光滑轴承的对应值。

摘要： 利用ANSYS有限元软件的流固耦合(Fluid-Structure Interaction,FSI)方法对计入弹性变性后水润滑轴承的承载力进行计算,并且与不计入弹性变形时的情况进行对比,具体分析在不同偏心率和转速条件下轴瓦弹性变形对轴承承载力的影响范围。在轴瓦材料弹性模量优先取值为1 000 MPa的情况下,当转速超过1 000 r/min、偏心率≥0.8时,弹性变形对轴承承载力的影响急剧增大。通过计算和对比分析得到的结果不仅为水润滑轴承承载性能的研究提供技术参考,而且为水润滑轴承轴瓦材料的选择和水润滑轴承的结构设计提供依据。

摘要： 以水润滑轴承为研究对象,考虑表面粗糙度的影响,针对丁腈橡胶(NBR)、赛龙、飞龙、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)4种新型非金属衬层材料建立润滑数学模型,并推导水膜厚度方程;采用有限差分法,研究考虑实际表面粗糙度时4种新型衬层材料的衬层变形、水膜厚度和水膜压力的变化规律,分析最大水膜压力和承载力随转速的变化,并与表面光滑轴承进行对比。结果表明:考虑表面粗糙度时水润滑轴承的衬层变形和水膜厚度均呈波状分布,衬层变形减小,最小水膜厚度变薄,而水膜压力有轻微的局部突变,最大水膜压力增大,承载力下降;4种材料的变形量和最小水膜厚度由大到小均依次是NBR、赛龙、飞龙、UHMWPE,水膜压力由大到小依次是UHMWPE、飞龙、赛龙、NBR。在相同工况下,NBR衬层材料比其他3种衬层材料相对容易形成润滑水膜,而UHMWPE衬层材料可以保证系统承受较大的承载力。研究结果对水润滑轴承材料选型和加工装配有一定的参考意义。

摘要： 基于硅藻结构,在水润滑轴承表面设计矩形-半球型复合型织构,采用流固耦合的方法研究不同织构位置角度和织构间距下的复合型织构轴承的润滑性能,并与光滑轴承和单层织构轴承润滑性能进行对比。结果表明:复合型织构轴承的摩擦力和摩擦因数始终小于单层织构轴承和光滑轴承,且在织构位置角度超过22.5°~45°范围内的某一角度后,复合型织构轴承的最大水膜压力大于单层织构轴承;在不同间距条件下,随着织构位置角度的增大,复合型织构轴承最大水膜压力呈先增加后减小的趋势,摩擦因数呈现先减小后增加的趋势;在织构间距为5°且织构位置角度为45°时,复合型织构轴承的摩擦学特性最优。

摘要： 为研究轴颈变形影响下的水润滑轴承液膜分布问题,以考虑轴颈变形的液膜膜厚方程为基础,依据轴系校中结果对忽略轴颈变形、考虑轴倾斜以及考虑轴弯曲3种处理方法下的膜厚分布进行对比;以考虑轴弯曲条件下的液膜模型为基准,进行水润滑轴承流固耦合计算,对忽略轴颈变形以及考虑轴倾斜产生的误差进行分析。研究结果表明,考虑轴弯曲的膜厚方程计算得出的液膜厚度分布更接近水膜实际情况。以轴弯曲模型为基准,则有忽略轴颈变形会导致液膜沿轴向分布偏离实际情况,将轴颈变形简化为轴线的倾斜会导致液膜压力大小产生误差,其中水膜最大压力误差为-14.57%~-26.54%(随载荷变化),水膜压力均值误差约在-20%左右。

摘要： 本文基于润滑界面的连续液膜和微观尺度粗糙表面微凸体接触共存的假设,综合考虑轴承轴衬表面随机三维形貌的混合润滑模型提出了修正Reynolds方程,计算外载荷、速度等参数对摩擦因数和膜厚比的影响,并与试验数据对比,理论分析与实验数据吻合良好,验证了算法的正确性.本研究对于水润滑轴承摩擦学特性的分析与研究具有一定的指导意义.

摘要： 本文通过建立考虑随机表面粗糙度(Gauss表面)的水润滑轴承模型,利用有限元分析软件FLUENT进行流体动力学分析,针对不同表面粗糙度参数进行仿真,通过研究准确把握不同形式、不同参数下水润滑轴承微观界面流体动力学特性,揭示轴承微观界面润滑机理,掌握动力学特性参数随表面形貌参数的演化规律,为迸一步开展水润滑轴承微观界面的流体动力学性能研究奠定基础.

摘要： 本文针对某型立式给水泵机组水润滑轴承—转子系统的动力学特性展开研究.建立了立式给水泵机组的水润滑轴承的动力学分析模型,针对不同工况下的膜厚比判断水润滑轴承所处的润滑状态.根据不同润滑状态下水润滑轴承不同的动力学建模方法,分析了相应的水润滑轴承-转子系统动力学特性,并对比二者之间的差别.本文分析对立式水润滑轴承—转子系统的结构设计具有一定的指导借鉴意义.

摘要： 为研究海水淡化泵水润滑轴承与转子耦合系统的非线性动力学特性,采用一种新的变流域流场计算的结构化网格技术对水润滑轴承的瞬态流场进行瞬态计算,基于计算流体力学(CFD)的润滑流场与转子动力学之间的弱耦合计算方法,进行转子与轴承之间的耦合计算。本文主要研究了进水压力、转速和不平衡载荷等主要参数对水润滑轴承轴颈涡动轨迹的影响,并将获得的承载力、轴心位移等主要运动参数进行傅里叶转化,获得其频谱特性,通过频谱分析,了解其频率构成,分析其非线性特征的变化规律。研究结果表明,进水压力的增大可使轴颈涡动振幅减小,涡动中心先降后升,在压力为1.4MPa时涡动中心位置最低;转速的增加使得轴颈涡动中心向右上方移动,轴颈涡动振幅增大,导致轴承转子-系统对外来激振力、不平衡力敏感程度增高;不平衡载荷的增加导致轴颈涡动振幅明显增加,是影响轴承转子-系统稳定的重要因素。对轴承运动参数进行频谱分析,可以看出其频率不仅包含与转速相同的基频,还包含了二倍频与三倍频,这充分说明水润滑轴承系统的非线性特征。

摘要： 本文提出了利用磁力对刚性转子角向或锥形涡动等类似有倾斜特征的运动进行某种控制或制约的构想,期望对一类具有“三支承”或“单支承”特点、角约束不够完整或不够强健的转子的角向运动进行有效约束或力平衡,通过角定位磁力组件研制和应用,初步验证了角定位磁力组件的构想。提出了转子角定位的原理,研究了电磁力对水润滑轴承转子系统的角定位问题,进行了该功能的新型装置的性能参数获取,分析了电磁组件的工作机制和模式,研制了角定位电磁组件。应用验证是在在水润滑轴承试验中进行的,结果表明可以实现该刚性转子的角位移的定位,同时实时监测表明定位精度受转子不平衡影响的问题是发展该组件的难点。

摘要： 为了探究大型重载水轴承微观流场的状态,采用无网格的粒子法—格子玻尔兹曼方法建立水润滑轴承微凸体的微观界面简化模型,探究轴承表面相邻的微凸体间的流体运动状态,分析流体的流线分布、压力分布以及在微凸体内形成的涡.研究结果表明该方法对于研究水润滑轴承微观流场的流体特性是可行的,为水润滑轴承动态特性计算和微观机理的探究提供了新的研究思路,为水润滑轴承微观界面进行深入研究提供一定的参考.

摘要： 本文针水润滑复合材料轴承的摩擦学性能开展了试验研究.采用新型聚四氟乙烯复合材料制备水润滑轴承,并测试其在水润滑条件下的摩擦学性能,给出了摩擦因数随外载荷、转速和径向间隙之间的变化规律.研究结果表明:外载荷和转速对摩擦性能有着较大的影响,同时,存在最佳半径间隙使得轴承的摩擦因数最小、磨损最少.研究结果对新型复合材料水润滑轴承的结构设计与优化具有一定的指导意义.

摘要： 近年来在氮气压缩机和核主泵等重大装备研制的国家需求下,立式转子系统试验台的研究得到重视,但试验台一般研制过程常有过多的反复和较大的风险,本文基于原核主泵水润滑轴承半尺寸立式试验台进行氮气压缩机轴承性能研究用立式台研制,研制过程分为了一般设计和试验设计,通过一系列的改造部件的单项试验和集成试验进行试验台设计:浸水润滑改为喷油润滑、电磁加载改为液压加载、顶端直驱改为底端V带轮传递高速驱动、测试系统加入轴向力测试等.改造后试验台主要参数:推力轴承外径400～450mm,导轴承直径250～300mm,最高转速3000r/min,轴向最大载荷25t.在一般设计的基础上进行试验设计,设立了润滑、加载、驱动和轴承性能试验四大试验任务TTs,结合试验条件TCs和工作方法WMs构建了试验设计方程,通过难点及其对策阐述了矩阵主模块的可行性,给出了由模块构成的工作流程图,并提出了基于过程控制和关键节点决策的试验台研制风险控制策略.一般设计和试验设计构成了立式试验台设计及设计验证,对于重大装备设计验证的系统工程具有一定的参考价值.

摘要： 为了为核主泵水润滑半尺寸轴承可靠性强化试验提供载荷应力环境,提出采用电磁力实现对立式转子实施轴向可控可调载荷的方法,研制了一套轴向磁力加载装置.采用一种简洁而系统的模型表针磁力加载装置,它包括普通的数学模型、基本结构以及功能参数特征,分析了转子-轴承-加载装置系统磁液复合特性.在此基础上,给出了磁力加载装置的关键结构设计和典型性能数据,专门设计台架对加载装置性能进行检测.建立了根据载荷情况的可靠性因素组模型逻辑框图,据此提出了基于磁力加载装置的核主泵水润滑轴承可靠性强化试验方案.研究结果表明:该装置可实现静态加载10t、脉冲以及谐波动态激振功能,且脉冲激振时间、谐波激振频率、激振幅值可调,基本满足核主泵水润滑轴承可靠性强化试验需要的重载、变载的工况需求.

摘要： 针对第三代核主泵水润滑轴承长寿命、高可靠(正常服役60年)的设计需求,建立核主泵半尺寸水润滑径向轴承试验平台,基本实现关键技术配套.该平台的核心部分是核主泵水润滑半尺寸径向轴承试验台(卧式),以及用于开发四个重要单项技术的基本软硬件系统.径向轴承卧式台主要用于动特性识别和分布水膜压力测试.平台引入的关键技术是润滑与振动综合测试技术、压力无线传感技术、磁力加载技术、润滑状态超声监测技术和石墨物性检测技术,经过调试和集成,这些基础和特殊技术基本完成对平台的技术配套.该平台与半尺寸推力轴承试验平台互补,除了支持现象模拟和模型验证,还可提供可靠性强化试验条件支持轴承考核性试验.本文的研究成果为核主泵水润滑全尺寸轴承研制提供了试验技术参考.

摘要： 本发明给出了一种水润滑橡胶组合物及用其制作的水润滑橡胶轴承，水润滑橡胶组合物可用于制备模压硫化成型品，尤其适合作为制备水润滑橡胶轴承的水润滑橡胶衬套的材料，水润滑橡胶组合物具体包括以下组分：EIR，或EIR和NBR的混合物，氧化锌，硫磺，硬脂酸，促进剂，防老剂，润滑剂，炭黑，耐磨剂。本发明的橡胶组合物含有EIR，由于EIR分子链上引入了环氧基团，使其具有高气密性、高耐油性、良好的粘合性、低生热性和相容性等优异性能。制备的水润滑橡胶轴承，具有良好的耐摩擦、耐磨耗、耐油等性能，可以替代目前广泛使用的水润滑橡胶轴承材料NBR，扩大EIR的应用领域。

摘要： 本申请涉及立式水轮发电机组技术领域，尤其是一种水润滑水导轴承装置及其应运于其中的环保水润滑除锈剂。一种水润滑水导轴承装置，包括水润滑水导轴瓦，水润滑水导轴瓦是由改性聚四氟乙烯树脂制备而成；水润滑水导轴瓦表面通过物理气相沉积PVD工艺依次形成有保热钒镀层、氮化铬铝镀层。本申请对水润滑水导轴瓦进行改良，在满足水导轴瓦要求下，避免水中溶解氧对水导轴瓦腐蚀，同时保热钒镀层、氮化铬铝镀层可有效保证水导轴瓦的耐热稳定性和力学强度，提升整体的使用寿命。

摘要： 本发明给出了一种水润滑橡胶组合物及用其制作的水润滑橡胶轴承，水润滑橡胶组合物可用于制备模压硫化成型品，尤其适合作为制备水润滑橡胶轴承的水润滑橡胶衬套的材料，水润滑橡胶组合物具体包括以下组分：EIR，或EIR和NBR的混合物，氧化锌，硫磺，硬脂酸，促进剂，防老剂，润滑剂，炭黑，耐磨剂。本发明的橡胶组合物含有EIR，由于EIR分子链上引入了环氧基团，使其具有高气密性、高耐油性、良好的粘合性、低生热性和相容性等优异性能。制备的水润滑橡胶轴承，具有良好的耐摩擦、耐磨耗、耐油等性能，可以替代目前广泛使用的水润滑橡胶轴承材料NBR，扩大EIR的应用领域。

摘要： 本实用新型涉及压缩机技术领域，公开了一种水润滑滑动轴承及水润滑螺杆转子，所述水润滑滑动轴承包括不锈钢轴承芯、所述水润滑螺杆转子包括金属螺杆转子芯，所述不锈钢轴承芯的外表面设置有第一左内嵌型环形凹槽与第一右内嵌型环形凹槽，水润滑滑动轴承中的不锈钢轴承芯的两端面分别设置有左环形凹槽与右环形凹槽，所述金属螺杆转子芯的外表面设置有第二左内嵌型环形凹槽与第二右内嵌型环形凹槽，不锈钢轴承芯、金属螺杆转子芯及各凹槽内均包覆有工程塑料，本结构可以大幅度提高水润滑滑动轴承可靠性，同时节约昂贵的工程塑料，提高水润滑螺杆转子的寿命。

摘要： 本发明公开了一种提高水润滑轴承承载力的方法及相应的水润滑轴承，其将轴承轴瓦内表面分成两段不同的圆弧段，其中，圆心角大于180度的优弧段以轴承中心为圆心，圆心角小于180度的劣弧段以轴颈中心为圆心，劣弧段构成轴瓦内表面的过渡圆弧，过渡圆弧的两侧形成正压区和负压区，轴颈转动时，正压区和负压区对轴颈作用力的最大合力即为轴承承载力。本发明的轴瓦内表面的过渡圆弧两侧形成的正压区和负压区对轴颈的作用力不存在相互抵消的现象，可以大大提高水润滑轴承的承载力。

摘要： 本发明公开了用水作为润滑剂的水润滑轴承或水润滑密封件。轴承或密封件，具有：直接或间接地固定在旋转侧的旋转件、和直接或间接地固定在静止侧的静止件，旋转件与静止件相对设置且相互滑动接触；旋转件和静止件中的任何一个件的基底为金属材料，并且其滑动表面上涂有氮化钛薄膜，而另一个件是由不脆的材料制成的，或者在其滑动表面上形成有硬材料的薄膜。因此减少了轴承或密封件的摩擦系数并同时改善了抗磨损性。

摘要： 本发明公开了水润滑轴承和具有水润滑轴承的压缩机，包括第一滑动面、第二滑动面和第三滑动面，第一滑动面为轴向推力面，具有止推轴承的功能，第二滑动面为径向滑动面，具有径向轴承的功能，第三滑动面为轴向推力面，具有反向止推的功能。该轴承有效解决了现有水润滑滑动轴承不能同时承受径向力和轴向力的问题，同时集成了反向止推功能，使得水润滑旋转机械结构紧凑，同时提高机械运转的可靠性，并大大降低后期保养维护的成本，采用该水润滑轴承的压缩机制造和装配工艺简单、工作可靠稳定，能够使压缩机在接近等温压缩的工作条件下长期可靠运行。

摘要： 本发明公开了一种提高水润滑轴承承载力的方法及相应的水润滑轴承，其将轴承轴瓦内表面分成两段不同的圆弧段，其中，圆心角大于180度的优弧段以轴承中心为圆心，圆心角小于180度的劣弧段以轴颈中心为圆心，劣弧段构成轴瓦内表面的过渡圆弧，过渡圆弧的两侧形成正压区和负压区，轴颈转动时，正压区和负压区对轴颈作用力的最大合力即为轴承承载力。本发明的轴瓦内表面的过渡圆弧两侧形成的正压区和负压区对轴颈的作用力不存在相互抵消的现象，可以大大提高水润滑轴承的承载力。

摘要： 本发明公开了用水作为润滑剂的水润滑轴承或水润滑密封件。轴承或密封件，具有：直接或间接地固定在旋转侧的旋转件，和直接或间接地固定在静止侧的静止件，旋转件与静止件相对设置且相互滑动接触；旋转件和静止件中的任何一个件的基底为金属材料，并且其滑动表面上涂有氮化钛薄膜，而另一个件是由不脆的材料制成的，或者在其滑动表面上形成有硬材料的薄膜。因此减少了轴承或密封件的摩擦系数并同时改善了抗磨损性。

摘要： 本实用新型公开了水润滑轴承和具有水润滑轴承的压缩机，包括第一滑动面、第二滑动面和第三滑动面，第一滑动面为轴向推力面，具有止推轴承的功能，第二滑动面为径向滑动面，具有径向轴承的功能，第三滑动面为轴向推力面，具有反向止推的功能。该轴承有效解决了现有水润滑滑动轴承不能同时承受径向力和轴向力的问题，同时集成了反向止推功能，使得水润滑旋转机械结构紧凑，同时提高机械运转的可靠性，并大大降低后期保养维护的成本，采用该水润滑轴承的压缩机制造和装配工艺简单、工作可靠稳定，能够使压缩机在接近等温压缩的工作条件下长期可靠运行。