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小孔节流静压气体轴承压降效应的数值分析

润滑与密封 2022年第8期47卷 27-32页

作者：邱春雷向远健何东亭尹洋西华大学机械工程学院四川成都610039

孔式节流静压气体轴承存在的压降效应会降低轴承承载性能。为探讨不同轴承结构参数对节流孔出口处压降效应的影响,以小孔节流静压气体轴承为研究对象,采用有限差分法、超松弛迭代法对轴承气膜流场进行计算,得到不同轴承结构参数下气膜... 详细信息

孔式节流静压气体轴承存在的压降效应会降低轴承承载性能。为探讨不同轴承结构参数对节流孔出口处压降效应的影响,以小孔节流静压气体轴承为研究对象,采用有限差分法、超松弛迭代法对轴承气膜流场进行计算,得到不同轴承结构参数下气膜压力分布。结果表明:节流孔直径和数量、偏心率、节流孔位置以及平均气膜厚度均对节流孔的压降效应产生重要影响;压降效应随节流孔直径和数量的增大而减小,随平均气膜厚度和偏心率的增大而增大,随空气温度升高而降低;节流孔越靠近轴承端面,压降效应越强;转速变化对节流孔压降基本不产生影响,表明压降效应主要与轴承的静态特性有关,与动态性能关系很小。

关键词：静压气体轴承压降效应小孔节流静态特性动态性能

基于小孔节流的液体动静压球轴承动态特性分析

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机械强度 2023年第4期45卷 939-947页

作者：陈雨飞沈景凤周羿好上海理工大学机械工程学院上海200093

以小孔节流方式的液体动静压球轴承为研究对象,建立球轴承的润滑数学模型,推导出层流状态下的Reynolds方程,引入流量守恒原理并结合小孔节流器的流量计算得到油腔和封油边压力分布;采用微扰法推导出扰动压力控制方程,通过有限差分法和... 详细信息

以小孔节流方式的液体动静压球轴承为研究对象,建立球轴承的润滑数学模型,推导出层流状态下的Reynolds方程,引入流量守恒原理并结合小孔节流器的流量计算得到油腔和封油边压力分布;采用微扰法推导出扰动压力控制方程,通过有限差分法和松弛迭代法求解扰动压力控制方程得到轴承的刚度和阻尼系数。运用数值分析研究供油压力、转速及油膜间隙等参数对轴承动态特性系数的影响。结果表明,随着油膜间隙减小,供油压力的增大,刚度和阻尼系数会随之增大;随着转速增大,直接刚度变化趋势较小,直接阻尼降低趋势较明显;当油膜间隙为20μm时,轴承刚度和阻尼系数达到最大;转速的提高对于刚度影响较小,而阻尼系数则会明显降低。

关键词：小孔节流液体动静压球轴承流量守恒原理雷诺方程微扰法动态特性

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小孔节流深浅腔动静压气体轴承承载特性分析

润滑与密封 2021年第4期46卷 12-17页

作者：李树森贾勇王欣崎东北林业大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150040

以小孔节流深浅腔动静压气体轴承为研究对象,采用Fluent软件对轴承的承载特性进行分析,研究偏心率、供气压力、主轴转速、气膜厚度、浅腔深度比等因素对轴承承载力和刚度的影响。结果表明:小孔节流深浅腔动静压气体轴承浅腔区的平均压... 详细信息

以小孔节流深浅腔动静压气体轴承为研究对象,采用Fluent软件对轴承的承载特性进行分析,研究偏心率、供气压力、主轴转速、气膜厚度、浅腔深度比等因素对轴承承载力和刚度的影响。结果表明:小孔节流深浅腔动静压气体轴承浅腔区的平均压力大于深腔区的平均压力,压力最大区域出现在浅腔末端靠近轴承端面处;随着供气压力的增加,承载力逐渐增大,但供气压力不应超过0.95 MPa;当主轴转速在3×10^(5) r/min以内时,承载力和刚度随着转速的增加呈线性增长规律,当主轴转速超过3×10^(5) r/min继续增加时,承载力和刚度的增长趋势明显放缓;承载力与刚度随着浅腔深度比的增加先增大后减小,当浅腔深度是气膜厚度的1~1.5倍时,承载力与刚度接近最大值。

关键词：动静压气体轴承小孔节流深浅腔承载特性

基于小孔节流原理的高楼逃生缓降器设计与仿真

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中国安全科学学报 2022年第5期32卷 55-60页

作者：鲁义杨宇轩邵淑珍贺伟林王伟颜晓雯湖南科技大学资源环境与安全工程学院湖南湘潭411201 湖南永霏特种防护用品有限公司湖南湘潭411201 应急管理部上海消防研究所上海200032

针对现有缓降器存在体积庞大、结构复杂、速度不可控等缺点,设计一款全新的可控速高楼逃生缓降器。首先,推导出缓降器的下降速度与节流小孔孔径之间的关系;然后,利用AMESim软件建立缓降器的动力学模型,仿真模拟不同负载、不同节流孔径... 详细信息

针对现有缓降器存在体积庞大、结构复杂、速度不可控等缺点,设计一款全新的可控速高楼逃生缓降器。首先,推导出缓降器的下降速度与节流小孔孔径之间的关系;然后,利用AMESim软件建立缓降器的动力学模型,仿真模拟不同负载、不同节流孔径下缓降器的下降速度;最后,仿真分析确定节流小孔通径安全调节范围,并通过调节串联在2液压缸之间的节流小孔孔径大小,达到变速缓降的目的。结果表明:该缓降器结构简单、体积小巧,使用者可根据逃生需求在节流孔径1~6 mm内任意调节缓降器的下降速度,且速度不超过1.5 m/s。针对不同体重的使用对象,该缓降器的速度变化幅度始终趋于稳定,极大地提升了缓降器的适用性和安全性。

关键词：小孔节流高楼逃生缓降器液压缸下降速度

基于小孔节流的液体动静压球轴承界面滑移下的承载性能分析

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机械强度 2022年第3期44卷 641-648页

作者：周羿好沈景凤陈雨飞上海理工大学机械工程学院上海200093

为研究界面滑移对使用小孔节流方式的液体动静压球轴承承载力的影响,基于线性滑移模型,建立了考虑界面滑移的球轴承Reynolds方程。结合有限差分法和松弛迭代法耦合求解Reynolds方程和油膜厚度方程,计算了考虑界面滑移的液体动静压球轴... 详细信息

为研究界面滑移对使用小孔节流方式的液体动静压球轴承承载力的影响,基于线性滑移模型,建立了考虑界面滑移的球轴承Reynolds方程。结合有限差分法和松弛迭代法耦合求解Reynolds方程和油膜厚度方程,计算了考虑界面滑移的液体动静压球轴承的油膜压力分布和承载能力。结果表明:液体动静压轴承供油压力越大,转速越高,油膜间隙越小,动压效应越强,轴承承载能力越大;考虑滑移效应,界面滑移导致油膜压力增大,且对于轴承承载力的影响存在临界值;当油膜间隙越大,滑移系数临界值越大,液体滑移效应越强,承载能力在滑移程度低于临界值时会增大,在高于临界值时会逐渐减小。

关键词：液体动静压球轴承小孔节流界面滑移有限差分法承载能力

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螺旋槽小孔节流动静压空气轴承颗粒冲蚀研究

润滑与密封 2023年第12期48卷 76-82页

作者：刘通董志强太原科技大学机械工程学院山西太原030024

为研究空气轴承在运转过程中细小颗粒对壁面冲蚀情况,借助三维建模工具建立动静压空气轴承模型,从连续方程、可压缩流体润滑方程、气体状态方程出发,推导出等温条件下稳态气体润滑Reynolds方程;结合离散相模型(DPM)颗粒平衡方程,分析颗... 详细信息

为研究空气轴承在运转过程中细小颗粒对壁面冲蚀情况,借助三维建模工具建立动静压空气轴承模型,从连续方程、可压缩流体润滑方程、气体状态方程出发,推导出等温条件下稳态气体润滑Reynolds方程;结合离散相模型(DPM)颗粒平衡方程,分析颗粒运动轨迹和颗粒对壁面的最大冲蚀速率。借助Fluent仿真软件分析气源压力、主轴转速、粒径参数对气体轴承壁面冲蚀的影响。结果表明:随着粒径尺寸的增加,相同运行工况下,壁面冲蚀磨损速率呈现先增加后降低趋势;随着主轴转速的增加,壁面冲蚀磨损的面积在增加,但最大壁面冲蚀磨损速率在下降,同时壁面磨损面积向主轴正向旋转的方向延伸。

关键词：动静压气体轴承螺旋槽小孔节流颗粒冲蚀冲蚀速率

基于数值模拟的小孔节流空气静压轴承静动态特性研究

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机械工程学报 2016年第9期52卷 116-121页

作者：崔海龙岳晓斌张连新夏欢雷大江中国工程物理研究院机械制造工艺研究所绵阳621900

为了提高小孔节流空气静压轴承的静动态性能,基于流体力学和固体力学的基本控制方程,建立小孔节流空气静压轴承双向流固耦合数值模拟模型;采用静态数值模拟方法获取了设计参数对承载力和刚度的影响规律,进一步对微气膜间隙内三维流场特... 详细信息

为了提高小孔节流空气静压轴承的静动态性能,基于流体力学和固体力学的基本控制方程,建立小孔节流空气静压轴承双向流固耦合数值模拟模型;采用静态数值模拟方法获取了设计参数对承载力和刚度的影响规律,进一步对微气膜间隙内三维流场特性进行了分析,有效降低了微气膜间隙内气体冗余现象对空气静压轴承动态稳定性的影响,并在数值计算的基础上对空气静压轴承结构和工作参数进行优化设计;在气体静压试验平台上对自行研制的空气静压轴承进行静动态特性测试。试验结果表明:所提出的数值模拟方法具有很好的预测效果;所采用的优化设计方法能够显著提升空气静压主轴的静动态特性。

关键词：小孔节流空气静压轴承流固耦合静态特性动态特性

小孔节流空气静压止推轴承节流孔出口流场特性研究

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润滑与密封 2016年第12期41卷 37-40页

作者：赵晓龙董皓方舟张君安西安工业大学机电工程学院陕西西安710021

小孔节流空气静压轴承一般都采用数值方法进行分析,数值方法求解过程中一般采用简化的N-S方程求解,不能真实反映节流孔出口流场的真实特性。研究小孔节流形式的空气静压止推轴承的流场特性,建立小孔节流空气静压轴承模型,应用流体分析... 详细信息

小孔节流空气静压轴承一般都采用数值方法进行分析,数值方法求解过程中一般采用简化的N-S方程求解,不能真实反映节流孔出口流场的真实特性。研究小孔节流形式的空气静压止推轴承的流场特性,建立小孔节流空气静压轴承模型,应用流体分析软件求解完整N-S方程,并加入湍流模型求解,使计算结果更加准确。计算结果表明,气体流出节流孔后压力骤降且可能出现负压,压力骤降的值和气膜间隙成正比;在节流孔出口附近,气膜上下边界的空气流速小于气膜中间的流速,而且气体易与气膜上边界产生速度分离。

关键词：空气静压轴承小孔节流压力分布流场特性

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螺旋槽小孔节流动静压气体轴承静态特性研究

润滑与密封 2021年第3期46卷 51-56,62页

作者：王欣崎李博李树森贾勇东北林业大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150040

以螺旋槽小孔节流动静压气体轴承为研究对象,运用变分法求解雷诺方程,利用Fluent软件对轴承静态特性进行仿真分析,研究供气压力、偏心率、转速以及节流孔直径、螺旋槽宽度和深度对轴承静态特性的影响规律。结果表明:相同偏心率下,随供... 详细信息

以螺旋槽小孔节流动静压气体轴承为研究对象,运用变分法求解雷诺方程,利用Fluent软件对轴承静态特性进行仿真分析,研究供气压力、偏心率、转速以及节流孔直径、螺旋槽宽度和深度对轴承静态特性的影响规律。结果表明:相同偏心率下,随供气压力的升高,轴承静态特性增强;相同供气压力下,偏心率越大,承载能力越高,刚度越小;螺旋槽能够显著提高轴承静态特性,且转速越大,螺旋槽对轴承的动压效应越好;保证其他结构参数不变,轴承静态特性随螺旋槽宽度的增加先增大后减小,螺旋槽深度和节流孔直径越小越有利。

关键词：动静压气体轴承小孔节流螺旋槽静态特性