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设计参数与环境因素对艉轴承润滑性能的影响

润滑与密封 2023年

作者：谢晓龙刘洋洋徐鲁帅贾谦袁小阳西安交通大学城市学院机械工程系西安交通大学润滑理论及轴承研究所

以提高船舶舰艇的艉轴承在低速重载工况下的润滑性能为需求牵引，选择某船用推进轴系艉轴承为研究对象，利用Fluent的Mixture模型求解了两相流动状态下的水润滑轴承的润滑性能，分析了设计参数和环境因素影响下的轴承润滑性能。研究表... 详细信息

以提高船舶舰艇的艉轴承在低速重载工况下的润滑性能为需求牵引，选择某船用推进轴系艉轴承为研究对象，利用Fluent的Mixture模型求解了两相流动状态下的水润滑轴承的润滑性能，分析了设计参数和环境因素影响下的轴承润滑性能。研究表明：承载力与长径比呈正线性相关，随长径比的增加，水膜最大压力的增长速率逐渐放缓；承载力随沟槽数量的增加先增加后降低，峰值出现在沟槽数量为2附近；水膜最大压力与承载力随沟槽夹角或沟槽深度的增加，其衰减速率逐渐放缓，同时会增大摩擦系数；V型槽轴承的流体动压效果较好，相比于U槽轴承，承载力提高了7.2%；水膜最大压力随倾斜角γy的增加，其增长速率逐渐增加，最大水膜压力点会偏离轴承中截面，倾斜角γy为0.020°时，水膜最大压力为无倾斜时的7.2倍；海水浓度的增加会提高轴承润滑性能，海水浓度从0～100‰，承载力提高了15.8%。该研究可为后期艉轴承的设计优化和试验提供理论参考。

关键词：艉轴承仿真计算设计参数环境因素润滑性能

结构和工况参数对电主轴动静压轴承性能的影响

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航空动力学报 2023年第5期38卷 1270-1280页

作者：贾谦林铿杨帅杨建晨王建磊胡文文西安交通大学城市学院机械工程系西安710018 西安交通大学城市学院机械系统控制与机器人应用研究所西安710018 中国船舶重工集团有限公司上海船舶设备研究所上海200031 西安理工大学机械与精密仪器工程学院西安710048

针对精密铣磨床的电主轴的使用需求,分析了动静压轴承的基本结构和使用工况,建立了动静压轴承静动特性参数的计算模型,静特性参数包括温升、流量、承载力和功耗,动特性参数为刚度。计算分析了结构参数半径间隙、节流孔径、宽径比和工况... 详细信息

针对精密铣磨床的电主轴的使用需求,分析了动静压轴承的基本结构和使用工况,建立了动静压轴承静动特性参数的计算模型,静特性参数包括温升、流量、承载力和功耗,动特性参数为刚度。计算分析了结构参数半径间隙、节流孔径、宽径比和工况参数供油压力和工作转速对动静压轴承静动特性参数的影响,并将计算结果与层流模型结果和试验结果进行了对比。研究表明:半径间隙是一个较为敏感的变量,对温升的影响较大,使温升降低了约77.6%,和节流孔径、宽径比相比半径间隙对动静压轴承性能的影响程度最大;转速对动静压轴承的静动特性均有较为明显的影响,特别是对温升和功耗的影响幅度较大,分别增长了初值的17.8倍和18.1倍,电主轴在高速工况下需有较好的降温措施。

关键词：精密磨床电主轴动静压轴承静特性动特性

基于RobotStudio的分类码垛工作站仿真研究

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制造业自动化 2023年第7期45卷 61-66页

作者：樊琛朱致远颜远远西安交通大学城市学院机械工程系西安710018 西安交通大学机械工程学院西安710049 西安交通大学电气工程学院西安710049

为解决传统的人工码垛效率低,劳动强度大,人工堆放存在安全隐患的问题,提高码垛作业的效率及齐整性,以工业机器人码垛作业为研究对象,利用RobotStudio软件设计出一个ABB机器人自动分类码垛工作站。用RobotStudio内部的建模功能对码垛盘... 详细信息

为解决传统的人工码垛效率低,劳动强度大,人工堆放存在安全隐患的问题,提高码垛作业的效率及齐整性,以工业机器人码垛作业为研究对象,利用RobotStudio软件设计出一个ABB机器人自动分类码垛工作站。用RobotStudio内部的建模功能对码垛盘、机器人底座、夹爪进行建模,控制柜、安全围栏、示教器、输送链等模型从模型库中导入;选择适合的工业机器人导入工作站;用Smart组件达成两类不同产品随机产生与输送的仿真效果;最后编写码垛程序并创建机器人I/O信号,实现工作站的仿真模拟。通过对码垛工作站及产线工艺的模拟仿真,为实际生产过程中工业机器人的轨迹规划、调试及优化等工作提供了理论与方法支持。

关键词： RobotStudio 工业机器人分类码垛仿真设计

可倾瓦推力轴承润滑膜厚度的超声检测技术研究

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润滑与密封 2022年第10期47卷 141-146页

作者：曲璠李思晗刘希刘雨薇张俊华贾谦西安交通大学城市学院电气与信息工程系陕西西安710018 西安交通大学城市学院机器人与智能制造陕西省高校工程研究中心陕西西安710018 西安交通大学城市学院机械工程系陕西西安710018 广州海关技术中心广东广州510623

核主泵、水轮机等设备大多为立式轴系,轴系中的推力轴承为扇形可倾瓦轴承,基于承载和抗磨损角度考虑润滑膜的厚度值成为了反映表征推力轴承工作状态的一个重要指标。为精确检测可倾瓦推力轴承的润滑膜厚度,基于超声无损检测技术给出针... 详细信息

核主泵、水轮机等设备大多为立式轴系,轴系中的推力轴承为扇形可倾瓦轴承,基于承载和抗磨损角度考虑润滑膜的厚度值成为了反映表征推力轴承工作状态的一个重要指标。为精确检测可倾瓦推力轴承的润滑膜厚度,基于超声无损检测技术给出针对润滑膜厚度的检测模型,并构建推力轴承润滑膜厚度的超声检测系统。该系统主要由推力轴承试验台和超声在线检测装置组成。在推力轴承额定转速1800 r/min、试验时间6 min的条件下,采用超声测试获得推力瓦块进油边和出油边附近的润滑膜厚度,采用电涡流测试获得瓦块支点处的润滑膜厚度,并将超声测量数据与理论计算数据进行对比。超声测试结果计算获得的支点处润滑膜厚度值为47μm,与电涡流传感器测得的平均值51μm仅相差4μm,从试验角度证明了超声测试方法的可行性;另外,在测点1处润滑膜厚度的理论计算值与超声测试值相差8μm,在测点2处润滑膜厚度的理论计算值与超声测试值相差3μm,从理论角度证明了超声测试方法的可行性。

关键词：推力轴承润滑膜厚度超声检测润滑状态

速度和温度对过盈连接式膜盘联轴器装配压力的影响研究

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机械设计 2021年第6期38卷 9-15页

作者：王国平门静程爽张琛刘吉轩西安交通大学城市学院机械工程系陕西西安710018

由于闭式过盈连接型膜盘联轴器实际工况处于高速运转和较高温度环境下,其连接单元与转轴的配合压力除了受本身装配过盈量影响外,可能还受到离心作用和热作用的影响。文中针对这一问题,通过对膜盘联轴器连接单元薄壁受力本构方程的重构... 详细信息

由于闭式过盈连接型膜盘联轴器实际工况处于高速运转和较高温度环境下,其连接单元与转轴的配合压力除了受本身装配过盈量影响外,可能还受到离心作用和热作用的影响。文中针对这一问题,通过对膜盘联轴器连接单元薄壁受力本构方程的重构和外加体力的考虑,研究了速度和温度对连接单元与转轴配合压力的影响关系,给出了速度和温度对装配压力作用的有效表达式。最后通过算例分析验证了解析计算的正确性,为闭式过盈连接膜盘联轴器的设计提供了理论依据。

关键词：机械设计压力分布膜盘联轴器

固体颗粒对发动机缸套-活塞环润滑性能的影响

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润滑与密封 2021年第12期46卷 30-35页

作者：韩海燕贾谦李娜娜韩少燕西安交通大学城市学院机械工程系陕西西安710018

为研究润滑油中含有微小固体颗粒时对缸套-活塞环润滑性能的影响,采用格子-波兹曼方法(LBM)建立含有固体微颗粒的活塞环润滑离散模型,针对活塞环润滑特点进行油膜边界条件处理,研究单个及多个颗粒对于润滑的影响,同时分析颗粒形状、分... 详细信息

为研究润滑油中含有微小固体颗粒时对缸套-活塞环润滑性能的影响,采用格子-波兹曼方法(LBM)建立含有固体微颗粒的活塞环润滑离散模型,针对活塞环润滑特点进行油膜边界条件处理,研究单个及多个颗粒对于润滑的影响,同时分析颗粒形状、分布及位置对活塞环润滑的影响。研究表明:当颗粒距离活塞环较近时,对于活塞环附近的油膜压力影响较大;当颗粒位于油膜破裂边界附近区域时,由于颗粒的存在导致油膜压力场出现负压,并且出现回流区,这将有可能导致颗粒堆积进而造成磨损;无论是单个颗粒还是多个颗粒都会使油膜压力有明显突变,而多个颗粒时影响的润滑区域更大,这种突变会导致活塞环运动的稳定性变差,从而影响发动机的性能。

关键词：活塞环润滑固体颗粒格子波兹曼方法

考虑活塞二阶运动时固体颗粒对于活塞环扭转运动的影响

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润滑与密封 2021年第11期46卷 7-12页

作者：韩海燕李娜娜贾谦西安交通大学城市学院机械工程系陕西西安710018

考虑活塞的二阶运动,建立考虑固体颗粒影响的发动机缸套-活塞环动力学模型,将含有固体颗粒的环组气体视为混合气体,进行环组气流分析;分析固体颗粒对于活塞环扭转运动的影响,研究其对环槽气体流量及漏气的影响。研究发现,当含有固体颗粒... 详细信息

考虑活塞的二阶运动,建立考虑固体颗粒影响的发动机缸套-活塞环动力学模型,将含有固体颗粒的环组气体视为混合气体,进行环组气流分析;分析固体颗粒对于活塞环扭转运动的影响,研究其对环槽气体流量及漏气的影响。研究发现,当含有固体颗粒时,活塞环的扭转运动加剧,环槽气体流量增大,从而导致漏气量增大,对发动机性能产生不利影响。

关键词：发动机活塞环动力学颗粒

小尺寸闭式过盈联接型膜盘联轴器配合压力解析表达构建研究

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机械设计 2020年第11期37卷 21-26页

作者：王国平程爽刘吉轩门静张琛西安交通大学城市学院机械工程系陕西西安710018

文中针对小尺寸闭式过盈联接型膜盘联轴器联接单元配合压力设计应用不便、数值计算繁复这一问题,通过研究已有文献关于闭式过盈联接装配压力数学模型通解的特点,构建了薄壁闭式过盈配合压力分布的解析计算公式,求解了各待定系数,给出了... 详细信息

文中针对小尺寸闭式过盈联接型膜盘联轴器联接单元配合压力设计应用不便、数值计算繁复这一问题,通过研究已有文献关于闭式过盈联接装配压力数学模型通解的特点,构建了薄壁闭式过盈配合压力分布的解析计算公式,求解了各待定系数,给出了联接单元和膜盘结合处弯矩和剪力的求解方法,实现了大非线性过盈配合压力的解析表达。最后,通过算例分析验证了解析式的正确性,极大地方便了该过盈连接的设计与应用。

关键词：机械计算压力分布膜盘联轴器

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卫星天线展开零重力模拟试验装置的研究

实验室研究与探索 2022年第10期41卷 100-105页

作者：曲璠张斌李思晗范嘉辉刘泽楠贾谦西安交通大学城市学院电气与信息工程系西安710018 西安交通大学城市学院机械工程系西安710018 机器人与智能制造陕西省高校工程研究中心西安710018

针对卫星天线展开提出的零重力模拟试验装置需求,基于公理设计方法设计了一套零重力模拟试验装置。根据设计对象的使用背景,将设计需求分解为基本功能需求、可靠性需求和经济性需求三个方面;并根据功能映射得到了设计模型。同时对关键... 详细信息

针对卫星天线展开提出的零重力模拟试验装置需求,基于公理设计方法设计了一套零重力模拟试验装置。根据设计对象的使用背景,将设计需求分解为基本功能需求、可靠性需求和经济性需求三个方面;并根据功能映射得到了设计模型。同时对关键部件进行功能校核及经济性分析。采用公理化的设计方法不仅可以实现模拟装置的设计需求,还可以提高模拟装置的开发效率、减小开发和维护成本,使装置在结构和性能方面上更加合理化。该模拟装置不仅实现了对卫星天线提供重力补偿和展开过程的监测,还可消除模拟装置对卫星天线展开系统的影响,有较好的应用前景。

关键词：卫星天线零重力公理设计气浮导轨