考虑内燃机发生气缸压力波动的情况下,建立内燃机曲轴主轴承热弹性流体动力润滑模型,分析单缸缸内压力正常、偏低和偏高3种工况下气缸压力波动对内燃机曲轴主轴承载荷、最大油膜压力、最小油膜厚度和轴心轨迹的影响。针对某直列四缸内燃机曲轴主轴承的研究结果表明,某一缸的缸内压力波动会导致靠近该缸的2个曲轴主轴承载荷变化明显;随着缸内压力的增大,曲轴主轴承的最大油膜压力增大,最小油膜厚度减小,轴心轨迹向外扩张,最终压力波动会影响曲轴主轴承的润滑性能和整机工作状态。

TBM在长距离掘进过程中,由于地质环境复杂,难免遇到涌水、涌泥、涌砂等恶劣地质环境。为解决在大涌水、涌泥、涌砂条件下内密封迷宫结构泥砂清理困难的难题,结合现场施工条件,综合考虑经济性和可行性后,在原设计基础上对主轴承内密封迷宫结构进行优化改造。在不改变原结构的基础上,拆除内密封压紧环、增加新制配套压紧环,并采用加长螺栓固定。改造工作可在24 h内完成,基本不会增加额外费用、不会影响正常掘进。改造完成后施工实践证明,该技术有效阻止了外界渣石、污水、泥浆等污染物进入主轴承内部,从而节省大量维保时间、提高工作效率。

基于Patir和Cheng的平均流量方程和流量因子,计入表面形貌和弹性变形等因素,以流体润滑理论为基础,建立内燃机主轴承的润滑分析计算模型;研究主轴颈和轴瓦表面形貌对主轴承最小油膜厚度、最大油膜压力、摩擦损失总功和粗糙接触压力等润滑特性的影响。结果表明,轴颈和轴瓦表面粗糙度值大小和纹理方向对主轴承润滑性能具有显著影响,随着粗糙度值的增加,最小油膜厚度增加,油膜压力减小,粗糙接触压力增加,摩擦损失总功增大;相较横向纹理和各向同性,纵向纹理有利于提高最小油膜厚度,降低粗糙接触压力和摩擦损失总功;当粗糙度值不变时,随着内燃机转速和爆发压力的增加,粗糙接触压力增加,粗糙摩擦损失功率增加,导致磨损加剧效率降低。

为了提高盾构机主轴承密封圈的密封性能建立主轴承密封圈优化设计流程利用ANSYS Workbench分析研究压紧环唇形密封圈结构尺寸对其密封性能的影响结果发现压紧环的直径、密封圈唇口的倾斜角度和密封圈的高度对其密封性能影响较大结合这些参数对压紧环唇形密封圈进行优化设计优化分析的结果大幅提高了密封圈的密封性能为盾构主轴承密封圈的设计选型提供了参考。