轴承的负荷及磨损设计高性能的飞轮贮能系统时必须面对许多难题,如采用石墨纤维包裹金属的复合材料以提高飞轮强度和最大线速度,但这样一来就使不平衡度大大增加。为了降低不平衡度需要将旋转轴置于密闭的真空环境中,并配合使用高精度轴承。这种轴承必须具备高转速、极小摩擦、大刚度、高寿命和高承载能力等特性,为了满足这些要求,人们通常选用磁轴承。Murphy等学者着重研究了磁轴承及其承载能力的问题。他们发现轴承负荷的最主要来源是路面冲击和飞轮的陀螺动力学效应。
为了降低后者所产生的负荷,必须将飞轮的旋转轴在垂直方向定位;为了减小车辆颠簸带来的负荷,必须用一个两轴万向节支承飞轮。他们提出了陀螺效应型负荷的计算公式,同时指出万向节的刚度和阻尼参数需仔细确定以防在某些车辆转弯的情况下出现动力学不稳定性。
内燃机在48个转子不同配置情况下的轴承负荷进行了详尽的研究,他们发现采用8转子配置时,燃烧负荷所产生的轴承理论轴向负荷为零,这样就可以大大提高轴承寿命。但是为了应付由于喷油器或火花塞失效而导致不平衡燃烧,进而产生轴向负荷使内燃机卡死,轴承必须具备一定的轴向承载力。研究表明8转子是最理想的配置,能够显著降低轴向负荷从而减小振动,圆锥滚子轴承能够有效地承载不断波动的轴向和径向负荷。
作者:佚名 来源:中国石油网