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基于拟动力学的航空发动机主轴滚子轴承热弹流润滑分析

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机械工程学报 2016年第3期52卷 86-92页

作者：史修江王黎钦哈尔滨工业大学机电工程学院哈尔滨150001

以D1842926航空发动机主轴滚子轴承典型工况为算例,基于拟动力学分析结果,获得滚动体与套圈之间的接触微区运动和受力状态,分别用Hamrock-Dowson(H-D)拟合公式,Wilson-Sheu(W-S)热修正公式和热弹流数值法得到最小膜厚,并与试验测试数据... 详细信息

以D1842926航空发动机主轴滚子轴承典型工况为算例,基于拟动力学分析结果,获得滚动体与套圈之间的接触微区运动和受力状态,分别用Hamrock-Dowson(H-D)拟合公式,Wilson-Sheu(W-S)热修正公式和热弹流数值法得到最小膜厚,并与试验测试数据进行了对比,结果表明,H-D最小膜厚误差非常大,W-S热修正最小膜厚比H-D误差要小,但误差仍在40%以上,文中数值结果与试验数据较为一致,误差10%以内;对比不同速度下三种算法的最小膜厚分布,低速时三者较为一致,随着速度的提高,H-D最小膜厚误差越来越大,而W-S最小膜厚在速度增大到一定程度后反而降低;随着径向载荷的增大,润滑膜压力增大,膜厚减小,两端的压力略高于中间;随着转速增大,润滑膜膜厚增大,压力基本没有变化。

关键词：航空发动机主轴滚子轴承拟动力学热弹流最小膜厚载荷转速

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高速转子系统振动控制技术评述

机械强度 2005年第1期27卷 44-49页

作者：李文忠王黎钦哈尔滨工业大学机电工程学院哈尔滨150001

高速转子系统在正常工作过程中必须通过临界转速 ,此时由于不平衡质量的作用 ,转子系统会产生共振 ,导致强烈的振动。降低系统支承刚度以降低临界转速、增大支承阻尼 ,以减小振幅 ,这些措施可以抑制系统通过临界转速时的振动幅值和外传... 详细信息

高速转子系统在正常工作过程中必须通过临界转速 ,此时由于不平衡质量的作用 ,转子系统会产生共振 ,导致强烈的振动。降低系统支承刚度以降低临界转速、增大支承阻尼 ,以减小振幅 ,这些措施可以抑制系统通过临界转速时的振动幅值和外传力。在振动被动控制技术中 ,常用弹性支承和挤压油膜阻尼器、金属橡胶减振器、高聚物复合材料减振结构等 ,降低系统支承刚度 ,增大支承阻尼 ,以减小系统振动 ;在主动控制技术中 ,通过主动控制挤压油膜阻尼器的参数 ,改变支承的刚度和阻尼的大小 ,以控制系统的振动 ;以及采用形状记忆合金调节器、电磁阻尼器、压电调节器等装置 ,来主动控制系统的振动。目前控制技术仍存在装置结构复杂、性能不稳定等问题 ,采用粘弹阻尼复合材料与滚动轴承钢外圈复合结构的一体化滚动轴承。

关键词：高速转子系统临界转速振动控制弹性支承阻尼器

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航空轴承非圆滚道的预变形加工技术

机械工程学报 2005年第9期41卷 223-227页

作者：王黎钦陈观慈哈尔滨工业大学机电学院哈尔滨150001

提出了在普通轴承磨床上,利用模具轮廓强制套圈毛坯预变形进行加工的原理和方法。根据非圆滚道的理论轮廓,考虑套圈弹性变形、套圈和模具的接触变形、以及模具本身的弹性变形,给出了超精密模具内轮廓尺寸的反算方法和过程,并对各种模具... 详细信息

提出了在普通轴承磨床上,利用模具轮廓强制套圈毛坯预变形进行加工的原理和方法。根据非圆滚道的理论轮廓,考虑套圈弹性变形、套圈和模具的接触变形、以及模具本身的弹性变形,给出了超精密模具内轮廓尺寸的反算方法和过程,并对各种模具内轮廓形式产生的波形误差和椭圆度误差进行了比较,分析了加工过程中的磨削力及位置对滚道精度的影响。小批量试制表明:形状和尺寸精度都达到了规定的要求,表面质量得到了很大提高。该方法为降低新型轴承的加工成本、提高生产率和质量一致性提供了可靠的技术途径。

关键词：航空轴承非圆型滚道预变形加工模具

Nonlinear Dynamics Behaviors of a Rotor Roller Bearing System with Radial Clearances and Waviness Considered

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Chinese Journal of Aeronautics 2008年第1期21卷 86-96页

作者：王黎钦崔立郑德志古乐哈尔滨工业大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150001

A rotor system supported by roller beatings displays very complicated nonlinear behaviors due to nonlinear Hertzian contact forces, radial clearances and bearing waviness. This paper presents nonlinear bearing forces of a roller bearing under four-dimensional loads and establishes 4-DOF dynamics equations of a rotor roller bearing system. The methods of Newmark-β and of Newton-Laphson are used to solve the nonlinear equations. The dynamics behaviors of a rigid rotor system are studied through the bifurcation, the Poincar è maps, the spectrum diagrams and the axis orbit of responses of the system. The results show that the system is liable to undergo instability caused by the quasi-periodic bifurcation, the periodic-doubling bifurcation and chaos routes as the rotational speed increases. Clearances, outer race waviness, inner race waviness, roller waviness, damping, radial forces and unbalanced forces-all these bring a significant influence to bear on the system stability. As the clearance increases, the dynamics behaviors become complicated with the number and the scale of instable regions becoming larger. The vibration frequencies induced by the roller bearing waviness and the orders of the waviness might cause severe vibrations. The system is able to eliminate non-periodic vibration by reasonable choice and optimization of the parameters.

关键词： roller bearing rotor system nonlinear bearing force dynamics behaviors bifurcation chaos

鼠笼支撑一体化结构对薄壁球轴承承载性能的影响

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吉林大学学报（工学版） 2018年第5期48卷 1508-1514页

作者：毛宇泽王黎钦哈尔滨工业大学机电工程学院哈尔滨150001

建立了鼠笼柔性支撑一体化轴承的FEM-拟动力学迭代分析模型,采用FEM模型计算支撑结构和轴承滚道的变形,采用非圆滚道的拟动力学模型分析轴承动态特性。研究了一个鼠笼支撑一体化球轴承在载荷作用下的内部载荷分布,分析了柔性支撑一体化... 详细信息

建立了鼠笼柔性支撑一体化轴承的FEM-拟动力学迭代分析模型,采用FEM模型计算支撑结构和轴承滚道的变形,采用非圆滚道的拟动力学模型分析轴承动态特性。研究了一个鼠笼支撑一体化球轴承在载荷作用下的内部载荷分布,分析了柔性支撑一体化结构对球轴承动态特性的影响。结果表明,鼠笼支撑一体化结构使轴承内部最大接触载荷减小了10.94%,疲劳寿命增加了11.3%,轴承刚度大幅降低,打滑率上升了15.8%。并且,轴承套圈壁厚越厚,结果越接近刚性支撑假设的计算结果;轴承套圈壁厚越薄,鼠笼支撑带来的影响越显著。

关键词：机械设计及理论滚动轴承鼠笼支撑结构变形载荷分布疲劳寿命

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大型水轮发电机推力轴承热弹流润滑性能分析

摩擦学学报 2001年第2期21卷 147-150页

作者：武中德王黎钦曲大庄齐毓霖哈尔滨大电机研究所电机室黑龙江哈尔滨150040 哈尔滨工业大学机械工程系黑龙江哈尔滨150001

以巴氏合金瓦和弹性金属塑料瓦推力轴承为例 ,介绍了大型水轮发电机推力轴承热弹性流体动力润滑性能的有限元分析方法 .物理模型包括润滑油膜、推力轴承和镜板推力头 .采用 ADINA(T)程序计算水口巴氏合金瓦和三峡弹性金属塑料瓦推力轴... 详细信息

以巴氏合金瓦和弹性金属塑料瓦推力轴承为例 ,介绍了大型水轮发电机推力轴承热弹性流体动力润滑性能的有限元分析方法 .物理模型包括润滑油膜、推力轴承和镜板推力头 .采用 ADINA(T)程序计算水口巴氏合金瓦和三峡弹性金属塑料瓦推力轴承和镜板推力头的热弹性变形 ,并对轴承性能的计算结果和测量结果进行了对比分析 .结果表明 ,计算结果和实测结果吻合 .

关键词：推力轴承镜板推力头热弹流润滑水轮发电机

污染颗粒对Si_3N_4陶瓷球疲劳影响的研究

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哈尔滨工业大学学报 2004年第2期36卷 223-225页

作者：金永福王黎钦古乐梁风淮安信息职业技术学院机电工程系江苏淮安223001 哈尔滨工业大学

为了准确评价Si_3N_4陶瓷球间接触疲劳行为和抗污染能力,用四球疲劳试验机在7.01 GPa名义接触应力条件下分别进行了由清洁的32号机械油润滑(A组)和质量分数1％SiO_2颗粒污染的32号机械油(B组)润滑的Si_3N_4球的成组疲劳试验。结果表明... 详细信息

为了准确评价Si_3N_4陶瓷球间接触疲劳行为和抗污染能力,用四球疲劳试验机在7.01 GPa名义接触应力条件下分别进行了由清洁的32号机械油润滑(A组)和质量分数1％SiO_2颗粒污染的32号机械油(B组)润滑的Si_3N_4球的成组疲劳试验。结果表明超细颗粒污染影响陶瓷的特征寿命和寿命指数,使疲劳寿命L_(10)和L_(50)分别降低到30.7％和55.4％;分析了颗粒污杂对Si_3N_4陶瓷滚动接触疲劳失效机理及寿命的影响,指出颗粒污染引起疲劳寿命缩短的主要原因是进入接触区的硬质颗粒导致局部接触应力远远高于名义接触应力,从而加速疲劳裂纹的产生,颗粒污染使寿命指数减小的主要机理是疲劳以后超细颗粒进入疲劳裂纹开口后对裂纹开口处产生支撑作用,导致裂纹的扩展速率降低,从而延缓疲劳的加速过程。

关键词：污染颗粒滚动接触疲劳氮化硅陶瓷疲劳机理轴承

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氮化硅轴承球超低温承载特性试验研究

哈尔滨工业大学学报 2002年第2期34卷 148-151页

作者：古乐王黎钦李秀娟齐毓霖哈尔滨工业大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150001

轴承球的超低温承载特性是其在超低温环境下应用和超低温轴承匹配设计的关键 .模拟轴承零件配副 ,采用两球对压检测其破碎载荷的方法研究了氮化硅 (Si3 N4 )球和 9Cr18钢球在液氮温度下承受静载荷的特性 .结果表明Si3 N4 球在超低温下... 详细信息

轴承球的超低温承载特性是其在超低温环境下应用和超低温轴承匹配设计的关键 .模拟轴承零件配副 ,采用两球对压检测其破碎载荷的方法研究了氮化硅 (Si3 N4 )球和 9Cr18钢球在液氮温度下承受静载荷的特性 .结果表明Si3 N4 球在超低温下破碎时的名义接触应力在 2 7～ 2 9GPa ,足够满足滚动轴承应用的需要 .并且同 9Cr18钢球一样 ,Si3 N4 球超低温下承载能力要高于常温承载能力 .以Si3 N4 球和 9Cr18钢球配对承载时 ,虽然Si3 N4 球无明显塑性变形而 9Cr18钢球有较大屈服 ,Si3 N4 球承载能力仍远大于 9Cr18钢球 ,在设计以Si3 N4 球和 9Cr18套圈组成的混合式陶瓷轴承时应考虑对套圈采用适当的表面强化处理 .

关键词：试验研究氮化硅轴承球超低温承载特性

船用斜齿轮时变接触线对齿面摩擦力及摩擦扭矩的影响研究

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船舶力学 2013年第4期17卷 418-424页

作者：李文良王黎钦常山哈尔滨工业大学机电工程学院哈尔滨150001 中船重工第703研究所哈尔滨150078

文章在计算斜齿轮时变接触线基础上,采用数值编程快速计算主动轮齿面摩擦力和齿面摩擦扭矩。通过分析齿面摩擦力和齿面摩擦扭矩的均方根以及波动率后可知,时变接触线的波动是影响齿面摩擦力以及齿面摩擦扭矩的主要因素。在文中选定的参... 详细信息

文章在计算斜齿轮时变接触线基础上,采用数值编程快速计算主动轮齿面摩擦力和齿面摩擦扭矩。通过分析齿面摩擦力和齿面摩擦扭矩的均方根以及波动率后可知,时变接触线的波动是影响齿面摩擦力以及齿面摩擦扭矩的主要因素。在文中选定的参数范围内,齿面摩擦力的波动和齿面摩擦扭矩的波动与时变接触线的波动变化规律基本一致,呈现出一种10°-20°和20°-30°的变化规律,为工程减振降噪提供了理论参考。

关键词：斜齿轮螺旋角时变接触线齿面摩擦力齿面摩擦扭矩