浮环轴承

摘要： 针对不同入口油温下浮环轴承因受热变形而改变涡轮增压器转子系统振动特性的问题,提出从浮环轴承的热弹性变形角度研究高速涡轮增压器转子系统的临界转速变化规律。首先,实验测量3种典型入口油温下浮环轴承处的温度,基于热固耦合分析得到浮环轴承热弹性变形后轴承的内外间隙值,发现随着入口油温从20°C增加到70°C和120°C,内油膜间隙分别增大13%和31%,外油膜间隙分别减小7%和15%;其次,研究浮环轴承间隙与油膜动力特性系数间的关系,发现内油膜刚度和外油膜刚度都随着入口油温增加而减小;然后,基于有限元法构建了涡轮增压器转子系统动力学模型,采用瞬态升速分析得到转子系统临界转速,其与实验测试结果的误差仅为1.5%,表明仿真模型参数选取合理;最后,分析了3种入口油温下因浮环轴承发生热弹性变形而引发涡轮增压器转子系统临界转速变化的规律,发现随着入口油温升高,转子系统临界转速下降。该结论对高速涡轮增压器结构设计和故障诊断具有一定参考价值。

摘要： 对考虑传热与润滑影响的涡轮增压器的转子——轴承系统进行动力学研究,详细阐述了涡轮增压器中转子以及浮环轴承的设计过程。首先分析了浮环轴承润滑和增压器传热模型,并对计入传热时涡轮增压器浮环轴承动态特性进行探究,包括临界转速与振型分析,系统不平衡响应以及非线性动力学分析。对整个系统进行动力学分析和计算后,选取匹配某款1.0 L发动机的车用涡轮增压器,搭建涡轮增压器试验台,进行升速试验、热吹试验,验证了计入传热影响的涡轮增压器转子动力学模型的正确性。

摘要： 目前对浮环轴承油膜特性的研究,主要基于偏心率对油膜压力及最小油膜厚度的影响,未能反映真实的油膜边界运动。利用计算流体力学的方法,实现浮环与轴颈之间的内油膜边界运动;建立轴颈-浮环之间内油膜润滑部位的流体域模型,研究多相流变偏心率下浮环轴承的油膜特性。结果表明:考虑变偏心率下的仿真计算结果更能反映真实的油膜润滑特性;最大油膜压力在恒定偏心率与变偏心率下均随着转速的升高而增大,最小油膜厚度在恒定偏心率下随着转速的增加保持不变,在变偏心率下随着转速的增加而减小;最大油膜压力与最小油膜厚度在变偏心率影响下变化更明显,为浮环轴承的优化设计提供了理论依据。

摘要： 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。

摘要： 涡轮增压器在工作时,高温废气会把大量的热量传递给涡轮叶轮,并通过转轴传递给压气机叶轮.由于压气机叶轮处于常温环境中,受到高温加热的涡轮增压器转子会产生较大的温度梯度.根据涡轮增压器转子的实际结构和工作条件,建立了考虑温度场作用的转子动力学分析模型,对不同工况下涡轮增压器转子动力学特性进行研究和实验验证,揭示了温度场对涡轮增压器转子临界转速和稳定极限转速的影响规律,并根据计算结果对转子结构进行优化.结果表明:温度场使转子一阶临界转速增大,二、三、四阶临界转速降低,使稳定极限转速的阈值降低.从温度场作用方面出发,对高温环境下涡轮增压器转子系统动力学特性进行准确分析及结构改进,对于提高我国涡轮增压器的设计研究水平具有一定的参考意义和工程实践价值.

摘要： 基于内外油膜的刚度和阻尼系数分析方法,探讨全浮式浮环轴承-转子系统的动态特性和稳定性;对轴承-转子系统进行线性和非线性仿真分析.分析表明:当系统转速超过12000 r/min时,系统进入不稳定状态,出现不稳定涡动;系统转速达到15000 r/min,浮环转速比为0.54时,系统处于不稳定状态.研究还表明:可通过轴承设计将系统中的不稳定低频涡动控制在工程应用的允许范围内;为增强系统的稳定性,浮环半径比和浮环外内间隙比尽量取大值.

摘要： 综合考虑供油量和润滑油温黏效应对浮环轴承润滑特性的影响,同时结合稳态下贫油润滑的油膜力模型,建立浮环轴承贫油润滑温度预测模型.以入口润滑油流量为可变参数,利用数值计算方法分析供油量对轴承内外油膜温度的影响,并在浮环轴承试验台上对出油口油温度进行测量.仿真结果与试验结果具有较好的一致性,验证了浮环轴承贫油润滑温度预测模型的准确性.研究结果表明:浮环轴承油膜温度随转速的增大而升高,随供油量的增大而下降;内油膜温升明显高于外油膜温升,浮环温度亦随供油量的减小而升高,浮环温度基本介于内外油膜温度之间.

摘要： A fluid dynamic pressure lubricating model of floating ring bearing considering thermal effects was established.The Reynolds equation was solved by the numerical difference method, and the side leakage of the floating ring bearing was solved.The simulation results was compared with the experimental data, the correctness of the model established was verified.The effects of the supply temperature on the static lubricating characteristic parameters, such as friction power loss, temperature rise, speed of ring, side leakage, were investigated with the influences of floating ring heating expansion deformation being taken into account.The results show that increasing supply temperature can increase the rotational speed of the floating ring significantly, increase the amount of oil supply to the inner oil film, reduce the friction power loss of the inner and outer oil films, and reduce the temperature of side leakage.The temperature of side leakage is increased with the increasing of the journal speed, and the variation of the temperature rise of side leakage with the the journal speed is more intense when supplying the lower temperature lubricating oil.%建立计入热效应的浮环轴承流体动压润滑模型, 利用数值差分法联立求解雷诺方程, 进而求解浮环轴承端泄流量;通过与实验数据的对比, 验证所建模型的正确性;考虑浮环受热膨胀变形的影响, 研究供油温度对摩擦功耗、温升、浮动环转速、端泄流量等浮环轴承润滑静特性参数的影响.结果表明:提高润滑油供油温度会明显提升浮动环旋转速度, 增大轴承内间隙的供油量, 减小内外油膜摩擦功耗和端泄温升;端泄温升随轴颈转速的升高而增大, 温升随轴颈转速变化的幅度在采用较低温度的润滑油时表现得更为剧烈.

摘要： 针对浮环轴承贫油润滑问题,基于雷诺方程,建立浮环轴承贫油润滑模型,以润滑油入口供油量为可变参数,通过有限差分法求解数学模型,分析了供油量对浮环轴承内外油膜力静态润滑特性影响,计算结果表明:供油量明显影响润滑油油膜力的起始角和轴承环速比,摩擦功耗随浮环轴承供油量的减小而增大.

摘要： 转速比即环速比和轴颈涡动比是涡轮增压器浮环轴承系统的功耗和稳定性研究的重要指标.基于经典短轴承理论,考虑浮环和轴颈的回转变位角速度,推导出内外层非线性动载油膜力的解析模型.考虑轴系的偏心质量引起的离心力,建立了涡轮增压器浮环轴承系统非线性动力学模型.仿真得到环速比和轴颈涡动比随转速的变化曲线,并分析研究了不同转速下偏心质量、润滑油粘度、浮环结构参数等对环速比和涡动比的动态影响机制,及转速比对系统参数敏感程度的变化规律.结果分析表明:随着转速的增大,环速比先增大后减小,并逐渐处于稳定,且环速比对润滑油粘度的敏感程度逐渐降低,对偏心质量和浮环结构参数的敏感程度逐渐增大.为浮环轴承的设计研发和涡轮增压器浮环轴承系统的性能评价提供重要参考.

摘要： 由于工作在高温、高转速环境下，涡轮增压器普遍采用浮环轴承来支承其转子的转动。然而，恶劣的工作环境却会导致浮环轴承故障率高。为实现对涡轮增压器浮环轴承工作状态的监测以及相关故障的预测，本文从浮环轴承的结构与机理入手，建立了轴承润滑模型和单节点轴承动力学模型，同时考虑了热效应对浮动环转速的影响。基于理论模型，得到了浮环轴承内外层油膜的压力分布情况，分析了考虑热效应后的浮动环转速。然后将所估算的浮动环转速结果代入动力学模型，得到了不平衡离心力与非线性油膜力激励下的轴颈与浮环涡动情况，并对浮环轴承的工作稳定性进行了研究。

摘要： 本文以涡轮增压器中的浮环轴承为研究对象,利用ANSYS CFX软件,结合空化模型,采用计算流体力学方法研究了浮环轴承的一些特殊性能,重点考察了浮环-轴的旋转速度关系,并同实验给出的结果进行了对比,结果表明,浮环旋转速度不总是正比于转轴速度。通过分析转轴在高、低不同转速下,浮环速度的变化情况,表明了空化对这种速度关系的影响,还通过改变载荷,研究了载荷对浮环平衡转速的影响。

摘要： 本文创新性的将散体单元法引入到浮环轴承转子系统的动力学模型的建立中，并开发了相应的系统动力学特性模拟计算程序。利用程序计算了浮环与轴颈的转速比，通过与实验的对比，验证了本模型的正确性，为本课题的进一步研究打下了基础。

摘要： 本文分析了100kW微型燃气轮机一年多来近百次试验中浮环轴承-转子系统的振动数据，总结出了浮环轴承的重要特性，以及供油温度、供油压力、浮环轴承内外间隙等对浮环轴承-转子系统稳定性的影响。

摘要： 针对浮环轴承-柔性转子结构的某型微型燃机实验结果的分析,结合浮环轴承非线性耦合动力润滑的机理研究,进一步研究与探讨了浮环轴承一些流固耦合润滑的非线性行为.并且给出了浮环轴承存在的五种典型振动的非线性频率特征,阐明了转子临界区域工频振动特征与转子涡动频率谐波振动特征的区别与联系,同时也明确了相应的振动抑制或消除的措施及方法。根据单膜润滑油膜承载能力及涡动速度的解析表达式,论证了浮环轴承承载的稳定性。实践证明,浮环内、外油膜挤压振荡现象的涡动比都接近于0.5与0.3,并且理论与实验具有很好的一致性。这为今后浮环轴承的设计及性能研究提供了相应理论与实验的依据。

摘要： 根据浮环减薄的两次对比分析的实验结果,进一步研究了浮环厚度变化对浮环轴承涡动、振荡及稳定性的影响,并给出了相应的典型轴心轨迹、分叉结构等转子非线性运动行为的变化特征,为今后浮环轴承的设计及性能分析提供了相应的实验依据。

摘要： 根据浮环减薄的两次对比分析得实验结果，进一步研究了浮环厚度变化对浮环轴承涡动、振荡及稳定性的影响，并给出了相应的典型轴心轨迹、分岔结构等转子非线性运动行为的变化特征，为今后浮环轴承的设计及性能分析提供了相应的实验依据。

摘要： 研究滑动轴承时求解雷诺方程是最为常用的方法，但是该方法难以分析油孔旋转对油膜压力场和载荷的扰动，以及浮环油孔的流量特性。本文使用CFD 方法对上述特性进行了计算和分析，将计算得到的浮环平衡转速与实验值进行了对比，证明了计算的有效性。计算中考虑了间隙内的空化现象，结果显示，内外膜的载荷在油孔旋转的作用下均产生了周期性的波动，浮环油孔流量在内外膜压差以及油槽的影响下产生了较大的脉动。

摘要： 根据浮环轴承流固耦合运动的平衡原理及单润滑油膜承载能力的解析表达式，结合浮环轴承的结构特点，提出了能够揭示浮环厚度与轴承环速比之间关系的解析新模型。同时阐明了浮环轴承内膜与外膜各自按单油膜承载，而不具备同时失稳条件的润滑机理。通过典型微型燃机的浮环轴承转子结构的实验证明，浮环内膜半速涡动比接近于0.5，外膜半速涡动比小于0.3，都具有很好的一致性。

摘要： 本发明的薄壁零件制造方法，其特征在于，对薄壁零件(1)加热后，用金属模具(12a、12b)进行加压，同时将该金属模具(12a、12b)作为冷却介质对薄壁零件(1)实施淬火或等温转变处理。由此，提供可抑制热处理时的翘曲和变形、具有均匀的高硬度的薄壁零件的制造方法、轴承环、推力滚针轴承、滚动轴承轴承环制造方法、滚动轴承轴承环及滚动轴承。

摘要： 本发明的薄壁零件制造方法，其特征在于，对薄壁零件(1)加热后，用金属模具(12a、12b)进行加压，同时将该金属模具(12a、12b)作为冷却介质对薄壁零件(1)实施淬火或等温转变处理。由此，提供可抑制热处理时的翘曲和变形、具有均匀的高硬度的薄壁零件的制造方法、轴承环、推力滚针轴承、滚动轴承轴承环制造方法、滚动轴承轴承环及滚动轴承。

摘要： 一种气浮轴承及气浮轴承支承的高压气浮电主轴，它涉及机械加工领域。本发明解决了现有空气静压轴承电主轴存在供气压力偏低、径向负重不足的问题。本发明的轴承主体上沿轴向由前至后依次加工有n排径向供气孔组，每排径向供气孔组中的m个径向供气孔沿圆周方向均布在轴承主体上，所有径向供气孔均沿径向贯通轴承主体，轴承主体外表面沿轴向由前至后依次加工有n排环形连通槽，每排环形连通槽将与对应径向供气孔组中的m个径向供气孔连通，轴承主体内表面沿圆周方向均匀开设m个轴向均压槽，每轴向均压槽从轴承主体内表面将n排径向供气孔组中与其对应的m个径向供气孔沿轴向连通。本发明在切削作业过程中可以增大切屑力，加工硬度更高的材料。

摘要： 本发明公开了一种动压浮环和磁轴承支承燃料电池空压机主轴结构，包括H型动压气体轴承、左径向浮环、右径向浮环、动力磁轴承、涡轮机叶轮。浮环通过气体的粘滞性随着主轴转动产生第一层气膜，浮环与中间浮面产生第二层气膜，两层气膜的动压效应可以实现空压机转子在超高速下稳定支承，动力磁轴承起径向支承和提供转矩的作用，气体轴承和动力磁轴承组合支承避免了单独气体或者磁轴承支承强度不足的问题，避免了单独动压气体轴承无法进行精准控制调节的问题，避免了单独的气和电机、磁和电机组合带来的体积膨胀问题。

摘要： 本实用新型公开了一种新型波箔结构的浮环气体动压径向轴承，包括轴承座、异型波箔、顶箔和限位环。轴承座的内壁上均匀开设有预留槽，异形波箔的一端均嵌入到预留槽里，其主体位于轴承座和顶箔之间，轴承座的两侧均设置有限位环。本实用新型通过安装有预留槽的轴承座、顶箔以及限位环，将多个离散的异型波箔嵌入轴承座和顶箔之间。该轴承运行时轴承座和顶箔之间的波箔通过库伦摩擦来消耗振动能量，由于预留槽中的波箔面积比常规圆环型的波箔要大得多，因此可达到大幅度提高系统的阻尼，从而增强轴承的稳定性。

摘要： 本发明公开了一种可承受径向和轴向力且具有自动换向供油功能的浮环轴承，其特征在于该浮环轴承包括油箱、过滤器、液压泵、先导型溢流阀、三位四通电液换向阀、浮环轴承底座、第一轴瓦、倾斜浮环轴承、第二轴瓦、密封圈、主轴、压力传感器、端盖、输入输出模块、PLC控制器、警报灯、触控面板和伺服控制面板。该浮环轴承通过结构上的设计实现了浮环轴承能同时承受径向力和轴向力。具体方法是将处于最外层的第一轴瓦的外形设计为圆柱形，内部沿轴向开有圆台形通孔；位于中间的倾斜浮环轴承的外形设计为圆台形，内部沿轴向开有圆台形通孔；位于最内层第二轴瓦的外形设计为圆台形，内部沿轴向开有圆柱形通孔，它们长度方向上的尺寸相同。

摘要： 本发明提供了一种浮环轴承内外层油膜温度测量方法，包括如下内容：1)在转轴上打孔，将热电偶传感器埋入转轴芯部用于内层油膜温度的测量；在轴承体上打孔，将热电偶传感器埋入轴承体内用于外层油膜温度的测量；2)通过转轴上安装的信号发射器信号连接热电偶传感器，并将信号发送到信号接收器；3)通过信号采集设备接收信号接收器的信息并进行处理。本发明试验方法可操作性强，利用非接触测量方法解决了高速旋转状态下浮环轴承双层油膜温度难以测量的问题，因此适用于有浮环轴承支承的增压器油膜温度测量。

摘要： 本发明公开了一种耦合流态与粗糙度的动静压浮环轴承模型计算方法，属于多物理场耦合的润滑计算与分析技术领域；包括以下步骤：获取轴承和浮环的结构参数和工况参数；建立内外层油膜的表面粗糙度润滑计算模型；对内外膜润滑区域进行网格划分和节点编号；确定内外膜的压力场控制方程、油膜厚度计算模型和紊流因子计算模型，计算出油膜厚度和压力；确定内外膜的温度场控制方程和黏度场控制方程，计算出油膜温度和黏度；计算的润滑特性参数最终满足浮环平衡条件，完成设计。本发明考虑运动表面表面粗糙度引入的局部油膜厚度改变，建立多物理场耦合的润滑计算模型，同时能够分析静态、动态和稳定性参数变化随不同工况参数的变化规律且计算精度高。

摘要： 本发明公开了一种浮环气体动压径向轴承，包括轴承座、波箔、浮环、限位环和轴。轴安装在浮环内部，可自由旋转，与浮环内圆面共同构成摩擦副。波箔固定于轴承座与浮环之间，且浮环上均匀设置有浮环豁口。本发明通过把常规气体动压轴承柔性的顶箔替换为刚性的浮环，并将轴承座、波箔、浮环和限位环等组成一个复合结构。浮环轴承的新型整体结构决定了其天然具有比柔性顶箔轴承更大的承载力，而浮环的材料和涂层决定了耐温的水平，并且通过结构改进和材料适配可在目前技术和材料发展水平的前提下开发出具有高承载力和耐高温的气体波箔轴承，便于气体动压轴承的推广。

摘要： 本实用新型公开了一种浮环气体动压径向轴承，包括轴承座、波箔、浮环、限位环和轴。轴安装在浮环内部，可自由旋转，与浮环内圆面共同构成摩擦副。波箔固定于轴承座与浮环之间，且浮环上均匀设置有浮环豁口。本实用新型通过把常规气体动压轴承柔性的顶箔替换为刚性的浮环，并将轴承座、波箔、浮环和限位环等组成一个复合结构。浮环轴承的新型整体结构决定了其天然具有比柔性顶箔轴承更大的承载力，而浮环的材料和涂层决定了耐温的水平，并且通过结构改进和材料适配可在目前技术和材料发展水平的前提下开发出具有高承载力和耐高温的气体波箔轴承，便于气体动压轴承的推广。