摘要：以新一代液体火箭发动机涡轮泵为应用前景,提出了一种带小孔节流的超导-液体静压复合推力轴承.该复合轴承由6块圆形超导瓦和6块带有小孔节流的圆形液体静压推力瓦构成,依靠涡轮泵系统自带的低温介质(如液氢液氧等),可以实现超导磁斥力与流体静压力的复合.基于解耦方法分析了复合轴承的静动特性,重点研究不同液膜厚度下复合轴承的承载力和刚度随节流孔径、液腔直径等的变化规律.在设计工作点附近,超导推力瓦和静压推力瓦的承载力大体相当,而后者的刚度则是前者的300倍以上.理论结果表明该复合结构既可以保证启动阶段无接触摩擦,又能在工作阶段保持较高刚度以抗冲击,对设计高可靠性火箭涡轮泵的轴系结构具有参考价值.

摘要：采用超音速火焰喷涂工艺(HVOF)制备的WC-12Co涂层能够显著提高系统的硬度和耐磨特性。然而,该工艺中的高温参数会使得涂层在制备过程中产生脱碳现象。将WC-12Co涂层引入到滚动副中以提高界面的摩擦学性能和抗磨损特性,例如固体火箭发动机中用于推力矢量控制的滚动轴承,通过温度可控的超音速火焰喷涂工艺在轴承钢基体上制备涂层。详细研究了涂层的相分布、成分组成、微观结构、与基体的结合强度、弹性模量和显微硬度,验证了改进后工艺的可行性和先进性,并阐明了涂层与轴承钢基体之间的结合机制。在WC骨架假设和钴相均匀分布的假设下,根据硬度的测试结果,给出了WC-12Co涂层显微硬度的一个经验公式,可用于涂层硬度的理论预估和设计优化。

摘要：常用的锡基巴氏合金有多种,其中Sn Sb11Cu6中铜的质量分数约为6%。本工作研究提高Cu含量对其力学性能的影响。在熔炼的Sn Sb11Cu6巴氏合金中分别添加Cu粉,浇铸得到Cu质量分数分别为7%、8%、9%、10%的4种巴氏合金试样。对试样进行金相组织分析、高温压缩试验、摩擦磨损试验以及高温硬度试验,以得到使锡基巴氏合金综合性能较优的Cu含量。结果表明:提高Cu含量对巴氏合金的金相组织影响较大,引起硬质相Cu6Sn5的增加和α固溶体(Sn)的减少,β相(Sn Sb)比例变化不大,但晶粒尺寸有所增加;随着Cu添加量的提高,试样压缩屈服强度先升高后降低,Cu添加量在1%~2%,最大压缩力和压缩屈服强度较大;Cu含量的提高对巴氏合金的摩擦系数影响不大,但是会使材料在干摩擦条件下的抗磨损性能下降。添加Cu使锡基巴氏合金中铜含量提高至7%~8%时,能够有效提高材料的高温硬度和软化温度,考虑到此材料的压缩屈服强度和摩擦磨损性能并未显著下降,可以认为此材料能够较好地用于滑动轴承,特别是重载轴承。

摘要：针对高参数汽轮机,研究迷宫密封汽封力和轴承油膜力作用下的转子系统稳定性问题。首先基于两控制体模型对各级密封的动特性进行计算,并与6瓦可倾瓦轴承进行对比,发现高压缸围带密封的交叉刚度已达107N/m,与轴承相当或更大,表明密封相比轴承是稳定性的主导因素。然后采用有限元方法将实际转子进行模化,根据建立的转子轴承密封系统动力学模型,对不同密封间隙和转速下的系统动力学特性进行计算分析,表明：考虑密封力后系统的最小对数衰减率min下降很大但对临界转速影响不大。间隙对min的影响存在区域性,在小于设计间隙（0.5~0.8 mm）范围选择合适的间隙可使系统的泄漏特性和稳定性最优。最后针对4种密封耦合设计方案,采用公理化方法研究其概念设计过程中的知识表达、知识融合及优化决策,表明该方法的简明和有效性。

摘要：以由两位两通插装阀组合得到的二位四通换向阀为研究对象,分析其阀芯受力状况及流量特性,构建相应的数学模型。基于AMESim液压设计软件中液压元件设计库建立了换向阀的仿真模型,比较分析插装式换向阀与普通换向阀的换向特性曲线,验证仿真模型的可靠性。在此基础上,研究插装阀弹簧刚度及阻尼系数对阀口开度及换向过程动态性能的影响。研究结果表明:稳态液动力导致插装阀开启后流量发生波动,通过对弹簧刚度和阻尼系数的合理设计可以有效缩短换向时间并减缓流量波动,提升插装式换向阀的工作性能。

摘要：第二类高温超导体的磁通钉扎效应使得超导体在外加磁场中无需主动控制而能稳定悬浮。利用这种无源自稳定悬浮特性,高温超导磁悬浮轴承可以实现部件之间无机械摩擦的高速相对运动,在旋转机械、飞轮储能和交通运输等方面展现出了良好的应用前景。近年来,高温超导磁悬浮轴承的发展在世界范围内取得了令人瞩目的成就,轴承的设计思想、结构和应用环境都得到了相应的拓展。从结构特征角度综述了近年来国内外超导磁悬浮轴承样机的发展现状,重点介绍了西安交通大学的超导磁液复合轴承结构及其在液体火箭中的应用方案;结合该领域的研究现状探讨了超导磁悬浮轴承有待研究的问题和应用前景,指出超导轴承应向复合支撑方向发展以利于推进应用。

摘要：针对我国新一代液体火箭涡轮泵高速、可重复使用的功能需求与现役滚动轴承直径与转速的乘积(DN值)难以提高之间的矛盾,提出了一种新型超导可倾瓦磁液复合轴承,能够实现磁液优势互补、启停磨损性能和高速振动稳定性综合较优,从而成倍地提高涡轮泵转速并延长其使用寿命。通过涡轮泵系统自带的低温介质,实现了超导磁力与动压液膜力的复合;基于磁通冻结镜像模型和雷诺方程,建立了考虑超导体场冷高度和低黏介质流态的磁液复合分析模型;对于磁场与流场之间的热效应、瓦摆效应和介磁效应的耦合关系,提出了解耦的分析方法;研究了不同设计参数对复合轴承轴心轨迹和动态最小膜厚的影响,揭示了复合轴承的非线性动力学规律。研究结果表明:最佳支点系数在62%~66%之间,可以显著改善轴承的服役性能;在0.04%~0.05%之间存在一个会使最小膜厚出现极小值的间隙比;增大长径比对轴承性能的改善最为明显,增大瓦包角对轴承性能的改善效果微弱;载荷作用在瓦块之间时,复合轴承具有更好的动态承载能力。可为抑制轴颈振动和提高复合轴承承载能力提供一些设计指导,对设计高可靠性火箭涡轮泵的轴系结构也具有一定的参考价值。

摘要：针对某型汽车发动机气缸-活塞环摩擦副润滑油的选择问题,提出并建立了由试验机和软件构成的测试单元,其中软件支持测试和服务用户,用户主要是设计主体。该测试服务单元根据汽车发动机气缸-活塞环摩擦副的结构特点和在役工况,以SRV多功能摩擦磨损实验机为试验工具,通过小试样实验提取支持决策的摩擦学数据,并将这些知识存入汽车发动机基础摩擦学服务知识库的测试单元,在软件支持下进行远程知识服务。存取的数据包括两种润滑油(20#和38#)200℃下较大PV值范围内的球盘副摩擦系数和磨损量,并且给出了含结合水0.5%和1.0%时的摩擦学数据。

摘要：控制系统的改进和摩擦副优化设计对先进二轴联动系统精度的提升效果有限。提出通过引入精密微调器与已有的二轴系统实现功能并联,在不干扰已有系统可靠性和大范围运动功能的前提下,实现小范围内运动精度的成倍增长。针对两轴垂直和两轴平行的两类二轴联动系统,分别提出了压电晶体型角度微调器以实现角度精度的增长、电磁液型位移微调器以实现位移精度的增长,分析了它们的工作原理和作用效果。结果表明,提出的精度增长方法能够满足工程预期目标。

摘要：为研究轻载工况下可倾瓦块固有频率和振动频率对轴承刚度的影响,基于长轴承理论建立求解可倾瓦推力轴承瓦块固有频率和频变刚度的润滑和动力学耦合模型,推导润滑模型的解析解和频变动力学特性的表达式,并通过实例计算分析载荷、支点系数(瓦进油边到支点的距离与瓦长的比值)、瓦块转动惯量等结构参数对瓦块固有频率和频变刚度的影响。结果表明:瓦块的惯性、油膜的刚度和阻尼共同决定瓦块振动的固有频率,瓦块在固有频率附近振动可以使轴承的频变刚度出现负值,甚至正负无穷大;小载荷的瓦(如非承载瓦)容易出现瓦块振动频率接近其固有频率的状况,使瓦发生共振;可倾瓦轴承设计中有必要考虑瓦块的固有频率和频变刚度来设计非承载瓦的支点系数和转动惯量,使瓦块的振动频率跨过固有频率而产生大的刚度。