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：针对滑动轴承倒置式试验台,建立了轴承转子动力学模型和动特性系数测试的频域模型,提出了基于正反动力学仿真的动特性系数识别的精度评估方法,重点分析了测试误差和激振频率对动特性系数识别精度的影响.结果表明：刚度阻尼系数的识别误差与幅值误差的大小基本成正比;相位误差对主刚度和交叉阻尼影响很小,对交叉刚度和主阻尼影响较大;当同时存在幅值和相位误差时,对动特性系数识别精度的影响为两种误差单独影响效果的叠加.当采用单频激振法测试轴承动特性时,宜在低频和共振频率附近分别进行两次测试.低频范围内主刚度和交叉阻尼识别数据较为可信,而在共振频率附近主阻尼识别误差小;交叉刚度对相位误差敏感,只有当相位误差很小时识别结果才较为可信.

摘要：为提高大型飞轮储能系统的效率和稳定性,设计了一种超导磁力与静压流体力相复合、由16块超导瓦和8块带小孔节流器的静压瓦组成的推力轴承。首先基于超导体局域模型和静压流体方程建立分析模型,然后采用解耦的方法分析复合轴承的刚度等性能指标,对复合轴承进行优化。结果表明复合轴承既可以保证稳定悬浮,又能保持较大的刚度,其功率损耗也在可接受范围内。

摘要：针对高参数转子系统高能量与低振动存在的设计矛盾及耦合问题,提出了一种基于通流力的协同设计方法,并在典型机组上进行了工程验证。采用通流力表征方法构建了协同设计模型,与传统方法建立的模型相比,极大地减少了变量数目以及设计的复杂性和随机性,具有针对性强、设计可信度高的优点。以1 000MW机组为代表性工程案例,根据转子特征直径和特征转速这两大协同变量进行了协同设计,使原机组高压缸效率得到了提高,同时不仅使临界转速满足设计要求,而且有效地解决了高压转子效率与临界转速之间的设计矛盾。

摘要：为了保持动静压轴承支承电主轴的服役精度,提出采用电磁力消减静动态加工力的方案并研制了一套磁力减载系统。以磨床为例,建立电主轴系统的动力学模型,获取了载荷与轴端位移的关系;估算了磨削加工时产生的静态和动态加工力,提出了服役精度保持的静/动载荷需求;设计并建造了磁力减载系统,包括结构和测控两个模块;其中,结构模块特色在于磁力减载组件配备有万向支撑方案,测控模块支持开环和闭环两种控制策略;设计专项试验验证了减载系统的性能。研究结果表明:不转时减载组件可实现约35 N静载和28 N幅值谐波动载功能,初步证明采用电磁技术消减机床加工力是可行的。针对引入减载装置的电主轴系统,采用人工调节电流的开环控制策略更有效。

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：为使巴氏合金轴瓦浇铸的过程控制具有真实有效的科学决策依据,促进浇铸过程的标准化和规范化,在滑动轴承轴瓦浇铸中引入"数据化"概念。提取并分析巴氏合金浇铸环节中的数据,设计数据可观测、浇铸过程可控的浇铸系统;研究与轴承制造质量密切相关的数据,设计制造质量检测平台。

摘要：针对机械密封润滑膜分布检测问题,利用超声原理建立了机械密封润滑膜分布的多点测量模型。构建了由信号发生、超声发射-接收、数据采集及数据存储-显示等模块组成的润滑膜分布测量系统,并配备了模拟测量装置。在模拟测量装置上对厚度为5μm、10μm和20μm的润滑膜进行了检测。结果表明:采用超声原理可对润滑膜分布进行精确测量,单点测量误差范围为0.2～1.1μm,膜厚5μm的检测精度最高。

摘要：针对存在局部固体接触的滑动轴承动特性问题,提出了根据分布参数润滑模型的轴承主刚度和主阻尼系数的简化算法。在流固耦合基本润滑方程中,通过引入润滑区与接触区的个数、面积和位置等分布特征参数,得到了滑动轴承分布参数润滑模型。以水润滑轴承为例,减少分布特征参数数目,并采用分解和合成的计算策略,得到了轴承主刚度和主阻尼系数的简化计算式。通过无转速情况下的加载试验,获得了典型载荷范围内轴承的结构静刚度,这与假设承载区圆心角为60°的理论值相差15.5%,并由引入无线传感技术的多因素试验获得了阻尼数据。研究结果表明:该模型及简化算法适用于小膜厚(<10μm)轴承进行试验数据分析或设计计算,为部分液膜润滑轴承刚度试验与理论值相差较大(甚至成倍)的问题提供了一条研究思路。

摘要：可倾瓦块的弹性支点能够改善轴承的润滑性能和动力学性能。针对带预紧弹簧的可倾瓦支点结构,分析了弹性支点可倾瓦轴承的工作过程,并基于瓦块支点受力平衡提出了一种弹性支点的图解设计方法。根据特定工况条件下的动力学性能要求,合理设计弹性支点的刚度和预紧力等参数;针对案例轴承设计了弹性支点的结构。结果表明:通过在3 000~10 000 r/min范围内轴承动力学性能的自适应调节,可使可倾瓦轴承的综合刚度保持为256 N/μm,从而提高变工况条件下转子系统的运动精度。