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第七届棒线材高效能工艺技术研讨会

作者：陈莹卷穆杨裴世源周民王式研中冶赛迪技术研究中心有限公司西安交通大学现代设计与转子轴承系统教育部重点实验室

油膜轴承支撑吐丝机在线材冶金行业得到广泛应用,为了减小其转子系统振动并增加稳定性,本文基于Timoshenko梁理论建立吐丝机转子的有限元模型,对比分析了圆柱瓦、椭圆瓦和错位瓦油膜轴承支撑条件下转子系统的动力学特性,得到了转子的变... 详细信息

油膜轴承支撑吐丝机在线材冶金行业得到广泛应用,为了减小其转子系统振动并增加稳定性,本文基于Timoshenko梁理论建立吐丝机转子的有限元模型,对比分析了圆柱瓦、椭圆瓦和错位瓦油膜轴承支撑条件下转子系统的动力学特性,得到了转子的变形曲线及轴承的受力状态,分析了3种轴承支撑条件下转子的固有频率与对数衰减率随转速的变化规律,对比了有阻尼工作条件下转子的临界转速与稳定性,研究了启动过程中转子的不平衡响应。结果表明:随着转速的升高,转子系统的固有频率均会有所降低;在工作转速以内,3种轴承支撑的系统均存在振型为刚体俯仰模态的临界转速,过临界时,椭圆瓦峰值最低,错位瓦其次,圆柱瓦最高,其中采用椭圆瓦轴承支撑转子稳定性最好,错位瓦其次,圆柱瓦则容易失稳。综合对比3种轴承的支撑方案,椭圆瓦轴承支撑转子系统具有最好的动力学性能。

关键词：吐丝机稳定性油膜轴承

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吐丝机油膜轴承润滑特性对比研究

吐丝机油膜轴承润滑特性对比研究

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第三届中国国际透平机械学术会议

作者：史雄飞陈莹卷穆杨裴世源西安交通大学现代设计与转子轴承系统教育部重点实验室中冶赛迪技术研究中心有限公司

近年来油膜轴承在高速吐丝机领域得到了广泛应用,但油膜轴承在高速运行时易出现温升高、振动大的问题.本文基于有限元方法求解了油膜轴承的稳态热流体动力润滑模型,对比了圆柱瓦、椭圆瓦、错位瓦三种油膜轴承在吐丝机工作转速下的关键... 详细信息

近年来油膜轴承在高速吐丝机领域得到了广泛应用,但油膜轴承在高速运行时易出现温升高、振动大的问题.本文基于有限元方法求解了油膜轴承的稳态热流体动力润滑模型,对比了圆柱瓦、椭圆瓦、错位瓦三种油膜轴承在吐丝机工作转速下的关键运行参数,如最小油膜厚度、最大油膜压力、温升、功耗、刚度和阻尼等,分析了三种轴承关键静动特性参数随转速的变化规律.结果表明:静特性方面,三种轴承均具有足够的油膜厚度,温升合理,椭圆瓦和圆柱瓦流量接近,错位瓦所需流量明显偏高;在功耗方面,圆柱瓦最低,椭圆瓦其次,错位瓦最高.在动特性方面,椭圆瓦稳定性最好,错位瓦其次,圆柱瓦稳定性最差;综合考虑轴承的静动特性,本文推荐采用椭圆瓦轴承作为吐丝机的支承轴承.

关键词：高速吐丝机油膜轴承运行参数润滑特性

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运用塑性指数进行密封材料的摩擦学设计

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表面技术 2017年第4期46卷 180-185页

作者：董沫辰宫经珠吕晋军董光能西北大学化学与材料科学学院西安221116 西安应用光学研究所西安100089 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

目的摩擦副的选配是一个十分复杂的问题,目前还没有一个通用的规范。机械端面密封材料副也是一个典型的摩擦副,其选择与所要密封的介质有关,密封材料副涉及高硬度材料(如硬质合金)及软质材料(如浸渍石墨、浸渍巴氏合金等)。材料选择范围... 详细信息

目的摩擦副的选配是一个十分复杂的问题,目前还没有一个通用的规范。机械端面密封材料副也是一个典型的摩擦副,其选择与所要密封的介质有关,密封材料副涉及高硬度材料(如硬质合金)及软质材料(如浸渍石墨、浸渍巴氏合金等)。材料选择范围大,材料性能差异也大,其内在本质并不清楚。旨在提出一种方法,为摩擦副材料的选择与表面设计提供依据。方法分析了G-W模型塑性指数的局限性,考虑了摩擦副硬度的匹配性,并以一对摩擦副系统的有效硬度代替G-W模型塑性指数中较软配副材料的硬度。同时采用因存在摩擦力导致真实接触面积增大的修正粘着理论对G-W模型塑性指数进行了修正,以期能够适应摩擦等复杂接触工况,并引入摩擦系数。结果塑性指数的区分度增大,反映了摩擦副的硬度匹配性,同时体现了与磨损率的相关性。结论对非超硬材料配副,系统的塑性指数越大,磨损率也越大。

关键词：摩擦副机械密封塑性指数磨损率接触

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自适应平衡梁轴承的均载能力及影响因素研究

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润滑与密封 2017年第9期42卷 6-11,37页

作者：张帆王祥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 西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室陕西西安710049

针对高可靠性立式轴系可倾瓦推力轴承在轴线倾斜下的均载问题,研究自适应结构平衡梁支撑推力轴承的均载能力及影响因素;建立平衡梁组件的自适应动力学模型,给出轴线倾斜下考虑平衡梁弯曲变形的轴承系统耦合模型,并提出采用不均匀系数表... 详细信息

针对高可靠性立式轴系可倾瓦推力轴承在轴线倾斜下的均载问题,研究自适应结构平衡梁支撑推力轴承的均载能力及影响因素;建立平衡梁组件的自适应动力学模型,给出轴线倾斜下考虑平衡梁弯曲变形的轴承系统耦合模型,并提出采用不均匀系数表征轴承的均载能力;基于模型分析工况参数和结构参数对轴承均载能力的影响,结果表明:平衡梁结构的均载能力并不是完全均载,轴承均载能力随着轴承载荷和轴线倾角的增大而减弱;推力瓦支点半径对轴承均载能力有较大影响,而连接圆柱体半径和下平衡梁支撑圆柱半径对瓦块载荷分布影响较小;对于立式轴系,合理控制轴线倾角可提高推力轴承的均载能力及轴系服役性能。

关键词：可倾瓦推力轴承平衡梁轴线倾斜立式转子系统

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浮环轴承温度预测模型的仿真及试验验证

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内燃机工程 2017年第1期38卷 50-55页

作者：张文静陈渭门日秀李培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 中国北方发动机研究所柴油机高增压技术国家级重点实验室天津300400

综合考虑温黏效应和热膨胀导致的半径间隙变化,结合动载作用下的非线性油膜力,考虑压力流和剪切流对摩擦力矩的共同影响,建立了更为精确的涡轮增压器浮环轴承系统温度预测模型。在涡轮增压器浮环轴承试验台上对回油温度进行实测,并对仿... 详细信息

综合考虑温黏效应和热膨胀导致的半径间隙变化,结合动载作用下的非线性油膜力,考虑压力流和剪切流对摩擦力矩的共同影响,建立了更为精确的涡轮增压器浮环轴承系统温度预测模型。在涡轮增压器浮环轴承试验台上对回油温度进行实测,并对仿真结果进行对比分析。研究结果表明:仿真所得结果与试验所测结果有较好的吻合性,证明了温度预测模型的准确性;温度和转速变化关系接近线性,温升、黏度、环速比和轴承间隙等变化均在合理范围之内,浮环轴承工作状态良好。

关键词：内燃机温度预测高速动载浮环轴承涡轮增压器

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机械密封的黏滑分析

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润滑与密封 2017年第7期42卷 32-36,88页

作者：任姗姗张鹏鹏赵伟刚庄宿国董光能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 西北工业大学陕西西安710072

机械密封副磨损与黏滑引起的振动有关。以密封副动静环为摩擦副进行摩擦磨损试验,通过分析摩擦因数曲线的变化趋势以及机械密封副的磨损形貌,提出在动环与静环相对运动的过程中发生了黏滑振动。考虑动环刚度,构建密封副黏滑模型,通过仿... 详细信息

机械密封副磨损与黏滑引起的振动有关。以密封副动静环为摩擦副进行摩擦磨损试验,通过分析摩擦因数曲线的变化趋势以及机械密封副的磨损形貌,提出在动环与静环相对运动的过程中发生了黏滑振动。考虑动环刚度,构建密封副黏滑模型,通过仿真分析黏滑对密封副表面形貌的影响以及密封副的黏滑磨损机制。结果表明:动环在摩擦扭矩的作用下扭转导致黏滑;动环的最大转速在黏滑过程中达到转轴转速的2倍;黏滑在快速启动阶段并没有发生,仅在速度波动阶段出现,而当速度恢复稳定上升阶段,黏滑现象消失;黏滑最终造成密封副表面严重的黏着磨损。

关键词：机械密封黏滑振动黏着磨损

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油膜轴承支撑下吐丝机转子系统动力学特性对比研究

油膜轴承支撑下吐丝机转子系统动力学特性对比研究

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第七届线棒材高效能工艺技术研讨会

作者：陈莹卷穆杨裴世源周民王式研中冶赛迪技术研究中心有限公司重庆401122 西安交通大学现代设计与转子轴承系统教育部重点实验室陕西西安710049

油膜轴承支撑吐丝机在线材冶金行业得到广泛应用,为了减小其转子系统振动并增加稳定性,本文基于Timoshenko梁理论建立吐丝机转子的有限元模型,对比分析了圆柱瓦、椭圆瓦和错位瓦油膜轴承支撑条件下转子系统的动力学特性,得到了转子的变形曲线及轴承的受力状态,分析了3种轴承支撑条件下转子的固有频率与对数衰减率随转速的变化规律,对比了有阻尼工作条件下转子的临界转速与稳定性,研究了启动过程中转子的不平衡响应.结果表明:随着转速的升高,转子系统的固有频率均会有所降低;在工作转速以内,3种轴承支撑的系统均存在振型为刚体俯仰模态的临界转速,过临界时,椭圆瓦峰值最低,错位瓦其次,圆柱瓦最高,其中采用椭圆瓦轴承支撑转子稳定性最好,错位瓦其次,圆柱瓦则容易失稳.综合对比3种轴承的支撑方案,椭圆瓦轴承支撑转子系统具有最好的动力学性能.

关键词：高速线材吐丝机转子结构油膜轴承动力学

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含油膜润滑间隙铰接副的多体动力学分析

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润滑与密封 2017年第3期42卷 18-22,53页

作者：宿月文霍文妮陈渭郭彩霞西北机电工程研究所陕西咸阳712099 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

针对含油膜润滑间隙铰接副的多体动力学问题,采用挤压油膜润滑力约束替代运动学约束的方式构建间隙铰模型,并对比分析间隙铰在油膜润滑和干接触情况下的模型参数(如油液黏度、间隙尺寸)对机械系统动力学特性的影响。数值算例结果表明,... 详细信息

针对含油膜润滑间隙铰接副的多体动力学问题,采用挤压油膜润滑力约束替代运动学约束的方式构建间隙铰模型,并对比分析间隙铰在油膜润滑和干接触情况下的模型参数(如油液黏度、间隙尺寸)对机械系统动力学特性的影响。数值算例结果表明,润滑油膜具有良好的减震效果,使得系统动态性能各项指标接近于理想情况,且最小油膜厚度远大于安全值;随着间隙增大或油液黏度减小时,铰接副反力出现振荡,系统刚性趋于严重,特别是在油液黏度较小时,销轴与轴套接触面接触趋于频繁,干接触和磨损可能性增大。

关键词：间隙铰接副多体动力学流体润滑

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浮环轴承环速比的试验研究

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润滑与密封 2017年第5期42卷 36-40,45页

作者：买吾拉.阿不都瓦克裴世源徐华买买提明.艾尼史雄飞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 新疆大学机械工程学院新疆乌鲁木齐830046

在浮环转子轴承系统静、动力学分析中,环速比是影响功耗、温升及转子轴承系统的稳定性和可靠性的重要指标。以水作为润滑介质,在工作转速1 000~10 000 r/min,载荷为45、75 N工况下,实验测量浮环轴承浮环的转速和环速比,并研究浮环转速... 详细信息

在浮环转子轴承系统静、动力学分析中,环速比是影响功耗、温升及转子轴承系统的稳定性和可靠性的重要指标。以水作为润滑介质,在工作转速1 000~10 000 r/min,载荷为45、75 N工况下,实验测量浮环轴承浮环的转速和环速比,并研究浮环转速和环速比随主轴转速的变化趋势。实验结果表明:浮环轴承能有效减小轴颈与轴瓦之间的相对速度,环速比与工作转速之间呈非线性关系;在重载工况下环速比随着主轴转速的升高快速下降,有进一步优化设计的需要,以维持环速比稳定,而在轻载工况下环速比随着主轴转速的升高而上升,说明浮环轴承更适合于高速轻载的场合。

关键词：浮环轴承结构尺寸环速比

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解决路径规划局部极小问题的势场栅格法

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机械设计与研究 2017年第5期33卷 46-50页

作者：朱爱斌刘洋洋何大勇何胜利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 陕西智能机器人重点实验室西安710049

路径规划作为移动机器人顺利完成作业任务的前提,成为了机器人控制领域的研究重点和热点问题。人工势场法以其简洁性和有效性在路径规划中普遍应用,然而由于移动机器人对周围环境信息感知的局限性,容易导致局部极小问题的出现。针对此问... 详细信息

路径规划作为移动机器人顺利完成作业任务的前提,成为了机器人控制领域的研究重点和热点问题。人工势场法以其简洁性和有效性在路径规划中普遍应用,然而由于移动机器人对周围环境信息感知的局限性,容易导致局部极小问题的出现。针对此问题,提出了解决路径规划局部极小问题的势场栅格法。首先对机器人的工作环境进行栅格划分,然后应用改进后的人工势场法为每个栅格赋予势场值,机器人通过搜索势场值的下降方向不断接近目标点,接着采用赋最大值法对局部极小区域的栅格重新赋值,降低搜索的盲目性,使机器人以最优路径到达目标地点。对相同环境下的传统算法与改进算法进行仿真实验对比,结果表明无论是在有、无极小区域,或是目标点在障碍物附近,改进后的算法均可以成功规划出路径,且有效解决了传统人工势场法所面临的局部极小问题。

关键词：路径规划人工势场法局部极小问题栅格法

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