《牽引電機高速重載磁流體軸承潤滑特性關鍵技術研究》是依託浙江大學，由馬吉恩擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：牽引電機高速重載磁流體軸承潤滑特性關鍵技術研究
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：馬吉恩
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
伴隨著列車最高運行速度的不斷提升，列車牽引電機高速重載軸承成為業內公認的技術瓶頸，並成為研究熱點。本課題提出了一種新型磁性流體介質潤滑軸承（磁流體軸承），重點研究高速重載條件下磁流體軸承潤滑區摩擦副三維動態建模、能量耗散、多場耦合解算等科學問題，突破了磁流體三維動態分子動力學建模、磁流體軸承渦流損耗建模、電磁場-溫度場-流場-動力學多場耦合解算等關鍵技術，在此基礎上搭建磁流體軸承潤滑區綜合性能仿真平台，實現對磁流體軸承潤滑特性的綜合分析仿真和設計最佳化，構建了磁流體軸承摩擦副潤滑特性綜合分析、建模、仿真、最佳化的理論體系。研發相關試驗裝置與樣機模型，通過系統試驗對相關理論成果進行驗證和完善。通過本課題的開展，掌握高速、重載條件下磁流體軸承潤滑區工作特性規律，對其工作可靠穩定性等做出綜合評價，為高速重載磁流體軸承的設計和最佳化提供理論基礎,為高速磁流體軸承在列車牽引電機中的套用提供了技術支持。
結題摘要
眾所周知，軸承的許用動載荷和許用最高轉速是一對矛盾。通過改善潤滑提高載荷和轉速，降低摩擦損耗和溫升一直是學者和工程師關注的焦點。在本項目的支持下，項目組對磁流體潤滑脂的製備和性能進行了研究，提出了採用磁性潤滑脂的軸承系統的工程解決方案，在此基礎上建立了磁流體軸承的電磁-溫度-流體-動力學耦合模型和數值模擬-半實物仿真-樣機試驗相結合的磁流體軸承分析與設計方法，並通過仿真和實驗對上述理論研究成果進行了驗證和最佳化。 研究結果表明，磁場的介入可以有效地提高磁流體潤滑脂的油膜剛度，並能夠很好地將潤滑脂約束在接觸界面，大幅減少潤滑脂注入量，從而降低高速條件下的潤滑脂流體損耗，最佳化後的磁流體軸承可以有效提高承載力；但高速條件下的磁流體也會帶來附加的渦流損耗和溫升，溫度和污染也對磁流體的穩定性有嚴重影響，同時勵磁系統也會增加結構的複雜性和費用。因而我們認為，在要求苛刻的高速重載軸承中磁性潤滑脂有很好的運用潛力，但針對特定對象的個性化設計對保證軸承運行性能至關重要，同時磁流體潤滑脂的商品化也是制約磁流體軸承工程運用的瓶頸。建議對相關研究進行滾動支持，推動該技術的產業化。 本項目按照計畫任務書執行，發表和錄用學術論文9篇，申請發明專利1項，按時完成了任務書規定的各項研究任務。
