建立了滑动轴承数值计算模型和有限元模型,通过计算软件求解滑动轴承的油膜压力,分析比较了不同转速和不同偏心率下滑动轴承油膜压力场的分布和油膜压力极值的变化,并通过数值计算方法得到了稳定性临界曲线。计算结果表明在转速一定时,随着偏心率的增加,油膜压力逐渐增大,压力极值增加,且增加速率逐渐增大;在偏心率一定时,随着转速的增加,油膜压力逐渐增加,压力极值呈线性增长。模拟结果和理论结果基本吻合,并进一步通过稳定性曲线与先前研究人员曲线和实验结果对比,更加验证所建立数值模型和有限元模型的准确性,为下一步研究形位误差对滑动轴承的影响提供依据。

建立了轴颈存在椭圆误差的滑动轴承转子系统动力学模型,通过求解雷诺方程计算出油膜力和轴承的承载能力,着重分析了椭圆误差对滑动轴承转子系统的能量损失、承载力系数以及端泄流量的影响,并根据稳定性临界转速得到椭圆误差对滑动轴承转子系统的能量损失、承载力系数以及端泄流量的影响曲线。研究结果表明当偏心率小于0.2时,椭圆误差对滑动轴承转子系统的能量损失影响明显,当偏心率大于0.2时,椭圆误差对系统能量损失影响较小;随偏心率的增加,承载能力系数增加,椭圆误差越大,增加速率越小;同一系统中偏心率增加,轴承端泄流量增加,当偏心率大于0.6时,随椭圆误差的增加,系统端泄流量增加速率呈增大趋势。

为实现有效的故障诊断,提出一种基于HHT时域边际谱的轴承诊断方法,对使用中的轴承进行诊断。通过ANSYS完全瞬态分析方法得到转子系统同一截面上互相垂直的两组同源信号,并得到其HHT时域边际谱,将所得到的单通道信号和全矢谱技术融合后的全矢HHT时域边际谱信号相比较,并结合实验分析,结果表明全矢HHT时域边际谱能更好的应用于滑动轴承裂纹转子系统故障诊断分析中,这为滑动轴承裂纹转子系统的故障诊断提供了一种新的方法。全矢HHT时域边际谱显示,当滑动轴承转子系统发生裂纹故障时,系统存在多倍转频,并且此时伴随低倍频存在。

针对高压供油泵主轴轴承润滑问题,引入多相流模型模拟计算出润滑油膜的气穴分布,运用Fluent软件建立高压供油泵主轴端滑动轴承油膜有限元模型。依据计算流体动力学原理,运用瞬态仿真的方法分析计算不同转速、进油压力和油品黏度对油膜特性的影响。研究结果表明转速和油品黏度增加都会增大空穴面积,降低润滑效果,但油品黏度增加会使油膜承载力增大,又对润滑有一定积极作用;进油压力增加使空穴气体平均体积分数减小,油膜承载力增加,有助于润滑,增大进油压力是增强润滑效果的有效方法。

针对滑动轴承中的最小油膜厚度的监测,介绍了油膜厚度的测量方法,给出了基于电涡流传感器的滑动轴承油膜厚度测量机构,分析了光纤位移传感器测量法与电涡流传感器测量法的区别,确定了基于电涡流传感器的计算方法。

以Reynolds方程为基础,对径向滑动轴承的液体动压力润滑产生的油膜进行压力分布和功率损耗计算分析。从数值上理论推导出无量纲的二维Reynolds方程,并给出Reynolds边界条件;利用有限差分法对二维Reynolds方程进行离散推出其迭代形式,并利用超松弛迭代法求解;以工程实例计算滑动轴承油膜压力分布和功率损耗,并分析了偏心率、宽径比对轴承润滑性能的影响。该方法流程可用于工程中滑动轴承的压力分布和功率损耗计算,有利于设计人员的设计选型。

基于广义Reynolds方程,建立圆柱滑动轴承贫油润滑模型,分析了入口油膜厚度对滑动轴承贫油润滑性能的影响。数值计算结果表明:在载荷和转速不变时,供油条件明显影响油膜收敛区的油膜厚度、承载力等参数;随入口油膜厚度的增加,滑动轴承承载区油膜厚度、端泄流量、有效承载面积增加,而轴承偏心率和油膜起始角随供油量的增加而减小。

基于非线性油膜力模型的滑动轴承转子系统稳定性分析方法,建立非线性油膜力模型,采用有限差分方法求解Reynolds方程,从而求得油膜力,获得轴承轴心轨迹与临界转速,分析由于不同起点位置对滑动轴承转子系统的稳定性影响。结合实际工况,科学选取了11个不同的转子起点位置,通过求得其一系列临界转速,获得此11个不同起点生成的临界稳定性运行参数Op曲线图,通过对其纵向对比、横向对比和综合分析表明：转子在距离稳定运转时的轴心位置越近的起点启动转子,越有利于系统的稳定。

为了研究滑动轴承在不同摩擦状态下碰撞振动的特征,在滑动轴承试验台上进行滑动轴承不同摩擦状态试验,应用谐波小波包变换提取滑动轴承碰撞振动信号,探讨碰撞振动信号在滑动轴承同摩擦状态下的变化。结果表明：当滑动轴承处于边界摩擦状态时,碰撞振动信号的均方根值大,并随着主轴转速的增加而增大;当滑动轴承处于混合摩擦状态时,碰撞振动信号的均方根值随着主轴转速的增加显著下降;当滑动轴承处于液体摩擦状态时,碰撞振动信号的均方根值小,并随着主轴转速的增加呈平稳上升趋势。因此,通过谐波小波包变换提取的滑动轴承碰撞振动信号反映了滑动轴承摩擦状态的变化,可用于滑动轴承摩擦状态的监测。

在分析旋转导向工具井下工作状况的基础上，介绍复合滑动轴承的总体结构和加工工艺，从轴承平均压力、滑动速度和摩擦热三个方面对复合滑动轴承进行强度校核，经过实验验证，满足使用要求。