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高速涡轮泵转子系统动力学集成建模及应用

机械科学与技术 2013年第9期32卷 1254-1258页

作者：董卫红伊建辉张帆袁小阳西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室西安710049

针对高速涡轮泵转子系统多摩擦学元件耦合的特点,建立了计入密封装置、推力轴承、轴向平衡装置等多摩擦学元件耦合时复杂转子系统的集成动力学模型。对某液氢高速涡轮泵转子动力学性能的数值仿真研究结果表明:计入端面密封、推力轴承及... 详细信息

针对高速涡轮泵转子系统多摩擦学元件耦合的特点,建立了计入密封装置、推力轴承、轴向平衡装置等多摩擦学元件耦合时复杂转子系统的集成动力学模型。对某液氢高速涡轮泵转子动力学性能的数值仿真研究结果表明:计入端面密封、推力轴承及平衡盘等的力矩刚度影响,系统1阶临界转速提高25%,失稳转速提高50%,为高速涡轮泵转子系统的稳定性提高措施的选择和论证提供了新思路。为进一步提高转子系统的稳定性,在轴承中引入了超导可倾瓦块,并对引入该附件后转子系统动力学集成建模方法进行了初步探讨。

关键词：高速涡轮泵复杂转子系统多摩擦副耦合动力学建模

高速涡轮泵动静压轴承两相润滑特性与稳定性试验研究

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润滑与密封 2015年第3期40卷 69-72页

作者：纪峰张玉洋田军西安航天动力研究所陕西西安710100

通过对气液两相润滑下轴承静动特性、轴承稳定性以及两相润滑特性及稳定性的试验研究,建立基于理论与试验混合建模的轴承静动特性分析方法,解决了理论分析时采用混合均质模型得到的方程不封闭的问题;提出高速低温动静压轴承支撑转子系... 详细信息

通过对气液两相润滑下轴承静动特性、轴承稳定性以及两相润滑特性及稳定性的试验研究,建立基于理论与试验混合建模的轴承静动特性分析方法,解决了理论分析时采用混合均质模型得到的方程不封闭的问题;提出高速低温动静压轴承支撑转子系统的稳定性综合试验技术,实现了从多角度试验研究轴承稳定性问题,各子项测试结果可互相辅佐和验证,解决了传统稳定性测试技术中试验结果孤立的问题;揭示两相润滑下轴承的重要性能规律:汽化使刚度增加、稳定性改善,但该效应对参数敏感,使轴承性能不易控制。

关键词：动静压轴承高速涡轮泵两相润滑稳定性

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高速涡轮泵的箔片轴承技术

火箭推进 1994年第4期20卷 1-7页

作者：杜天恩

低温箔片轴承技术已经在液氧和液氢涡轮泵中得到了使用。低温箔片轴承提高了涡轮泵的可靠性并降低了费用。液氢和液氧涡轮泵箔片轴承的主要技术已经由 NASA 路易斯研究中心、马歇尔飞行中心和麦道公司进行了试验验证。箔片轴承在液压和... 详细信息

低温箔片轴承技术已经在液氧和液氢涡轮泵中得到了使用。低温箔片轴承提高了涡轮泵的可靠性并降低了费用。液氢和液氧涡轮泵箔片轴承的主要技术已经由 NASA 路易斯研究中心、马歇尔飞行中心和麦道公司进行了试验验证。箔片轴承在液压和液氢中以高的负荷量和宽的转子动态范围内进行了100多次起动/停车试验,总试验时间有好几个小时,箔片轴承液氢涡轮泵和箔片轴承液氧涡轮泵都已进行了验证试验。他们的试验结果表明:箔片轴承稳定性好,可靠性高,可调节范围宽,需要的冷却流量小,箔片轴承涡轮泵可靠性高,而且费用低。

关键词：高速涡轮泵箔片轴承

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高速涡轮泵机械密封端面温度变化规律研究

摩擦学学报 2019年第3期39卷 313-318页

作者：彭旭东金杰李定江锦波孟祥铠李纪云浙江工业大学机械工程学院浙江杭州310032 浙江工业大学过程装备及其再制造教育部工程研究中心浙江杭州310032

以高速涡轮泵用机械密封为研究对象,以15~#液压油为试验介质,考虑循环冷却量、转速、介质压力以及不同摩擦副配对等因素,采用自行搭建的高速密封试验台开展端面温度变化规律的研究.结果表明:对于高速机械密封,上述因素均对端面温度产生... 详细信息

以高速涡轮泵用机械密封为研究对象,以15~#液压油为试验介质,考虑循环冷却量、转速、介质压力以及不同摩擦副配对等因素,采用自行搭建的高速密封试验台开展端面温度变化规律的研究.结果表明:对于高速机械密封,上述因素均对端面温度产生影响,其中转速对端面温度的影响基本成线性关系,循环冷却量对端面温度的影响存在一个阈值,建议实际设计时取阈值的120%,介质压力对端面温度产生影响较大,但是影响程度不如转速;以尽可能获得低的端面温度值来判断,用作静环时浸渍树脂石墨比普通石墨合适,用作动环时碳化硅比钼合金合适.

关键词：高速涡轮泵机械密封端面温度摩擦副液压油

高速低温动静结合型机械密封结构优化及运转试验

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航空动力学报 2018年第5期33卷 1093-1102页

作者：张国渊陈国忠赵伟刚张谊西安电子科技大学机电工程学院西安710071 中国航天科技集团有限公司西安航天动力研究所西安710100

在分析高速涡轮泵轴端非接触动静结合型机械密封所处的高速、低温、高压力、低黏度介质润滑等极端工况基础上,发展了考虑密封副固体、被密封流体、弹性补偿支撑单元等在内的热、流、固、力耦合的密封综合性能求解模型。基于此模型,完成... 详细信息

在分析高速涡轮泵轴端非接触动静结合型机械密封所处的高速、低温、高压力、低黏度介质润滑等极端工况基础上,发展了考虑密封副固体、被密封流体、弹性补偿支撑单元等在内的热、流、固、力耦合的密封综合性能求解模型。基于此模型,完成了对处在低温、低黏度润滑介质下的机械密封运转性能的分析及关键结构参数的优化,优化的目标为密封承受载荷力W和泄漏量Q为最大及液膜产生的功耗(或温升)较小。以优化后的密封样件开展了低温液氮模拟介质运转试验,考察优化后密封在低温条件下的快速启动特性和摩擦特性。结果表明:低温高速工况下的密封外人字槽和内螺旋槽组合结构的槽数为30、槽深为3μm为一类优化结果,低温运转试验表明正常工作时端面摩擦因数为0.14。

关键词：动静结合型机械密封低温高速涡轮泵热流固力耦合模型密封试验

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快变升速过程的端面密封性能试验研究

润滑与密封 2013年第8期38卷 28-31页

作者：王建磊贾谦张国渊奚延辉袁小阳西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室陕西西安710049 西北工业大学机电学院陕西西安710072

为考察端面密封在低黏度介质润滑条件下的特性,采用液氮介质模拟高速涡轮泵低黏介质润滑环境,通过对液氮介质润滑的端面密封进行2 s升速至2.9万转的快变升速过程以及120 s的稳定运行过程的试验研究,获得快变过程的端面温度、泄漏量、摩... 详细信息

为考察端面密封在低黏度介质润滑条件下的特性,采用液氮介质模拟高速涡轮泵低黏介质润滑环境,通过对液氮介质润滑的端面密封进行2 s升速至2.9万转的快变升速过程以及120 s的稳定运行过程的试验研究,获得快变过程的端面温度、泄漏量、摩擦力、摩擦因数等各项密封性能数据。结果表明:随着转速增加,端面温升上升,液氮介质汽化出现两相现象,密封副处在干摩擦状态;当转速上升至24 000 r/min时密封泄漏量明显增加,但未超标;密封系统运转开始时,端面间干摩擦条件下的摩擦力较大,最大摩擦因数值为0.27,随着转速的逐渐增加,摩擦因数逐渐减小,最小摩擦因数为0.14。

关键词：高速涡轮泵端面密封快变升速过程两相润滑