新型高性能油膜軸承節流機理研究

《新型高性能油膜軸承節流機理研究》是依託重慶大學，由王勇勤擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：新型高性能油膜軸承節流機理研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：王勇勤
• 依託單位：重慶大學

中文摘要

油膜軸承的節流方式對軸承的性能起著至關重要的作用。本項目主要針對傳統油膜軸承在固定節流方式下油膜剛性差、承載能力低，可變節流方式下動態性能不穩定、回響速度慢等共性與關鍵問題，著重開展新型高性能油膜軸承節流機理研究，旨在提出電液伺服控制節流以取代傳統固定或可變節流的新方法，主要研究內容包括綜合利用傳動機械學、流體力學、摩擦學、控制工程等理論和方法，通過多學科最佳化設計電液控制、液壓伺服、主軸轉子等構成的新型高性能油膜軸承節流系統，建立油膜軸承液壓伺服控制節流的動、靜態特性數學模型，揭示以電液伺服控制節流的油膜軸承在高速、重載等特殊環境與極端工況下的運行機理，提出新型高性能油膜軸承節流系統創新設計理論和方法，為研製出特殊環境與極端工況下高速、精密、大型、重型工具機，高速線材、板材軋機，球磨機，水輪機組，發電機組等重要機電裝備的高性能油膜軸承奠定關鍵科學技術理論基礎。

結題摘要

油膜軸承的節流方式對軸承的性能起著至關重要的作用。傳統油膜軸承在固定節流方式下油膜剛性差、承載能力低，可變節流方式下動態性能不穩定、回響速度慢等問題導致軸承所支承的機械設備主軸轉子系統精度差、承載能力差、回響速度慢或不穩定等問題，這些問題已成為制約高精度機械設備主軸轉子系統研發的一大障礙。在這樣的背景下，開展新型高性能油膜軸承節流機理研究，提出一種新的電液伺服控制節流以取代傳統固定或可變節流的新方法，開展毛細管、小孔、薄膜反饋、滑閥反饋等傳統節流方式下的油膜軸承動態、靜態性能的研究與分析；提出一種創新的固定節流（如小孔、毛細管）與伺服控制節流相結合的混合節流裝置，在這樣的實驗平台基礎上，開展混合節流理論的研究。建立與之相對應的油膜軸承的動、靜態特性數學模型。已開發出一套高精度的混合節流的油膜軸承實驗台測試系統，該測試實驗台的建立，可解決目前國內對傳統節流方式下的油膜軸承僅僅從理論或局部實驗測試研究方面的不足，為工程套用提供了十分重要的參考價值。通過對混合節流的高性能油膜軸承研究發現：新型的混合節流油膜軸承在油膜剛度、主軸精度、承載能力、動態回響特性等方面與傳統節流方式的油膜軸承相比要好得多。驗證了當初的設計構想，也說明了這種新型節流方式理論的正確性和優越性。在接下來的工作中還將對軸承系統的控制策略展開研究，以獲取更為最佳化的軸承節流系統。在此基礎上，課題組將總結、提煉一套新型節流方式油膜軸承系統的設計理論體系，開發為現代機械設備相配套的高性能油膜軸承（如高精度、高的承載能力和較好的動態回響特性），為推動高速、高精度的機械設備的向前發展提供高性能的油膜軸承，使油膜軸承的理論研究和工程套用得到更快的發展。