定压预紧主轴轴向动态刚度特性研究

针对目前主轴动态刚度研究中存在的建模过程复杂、计算量大、忽略轴承受力分析的问题,结合理论建模及实验测试,系统研究了定压预紧主轴轴向动态刚度随轴向载荷的变化规律。基于球轴承轴向载荷与轴向变形的经验公式,建立了定压预紧主轴轴向动态刚度分析模型,理论推导出定压预紧主轴轴向动态刚度随轴向载荷的变化关系;设计了定压预紧主轴动态刚度测试实验,实现了对工作状态下主轴轴承位移量及相应轴向载荷的精确测试;求解了主轴的轴向动态刚度,并与仿真数据进行了对比。实验结果表明:在前轴承内外圈压紧方向,随着轴向力的增大,主轴的轴向刚度呈现增大趋势;在前轴承内外圈脱离方向,随着轴向力的增大,其主轴的轴向刚度先减小后趋于定值。实验结果验证了模型仿真的有效性和正确性。     

主轴轴承预紧技术研究

研究主轴轴承预紧技术,为电主轴的应用与发展提供参考.介绍了径向预紧、轴向预紧、载荷和预载荷的概念和特点,分析了DF和DB两种配对方式对预载荷的影响,指出了定位预紧和定压预紧的优缺点.研究表明,轴向预紧更适合运用于机床主轴中;通过对不同配对方式的比较可知,DB方式比DF方式更适合用于高速机床主轴中.选择合理的预紧技术和适宜的配对方式,较大程度地提高了电主轴性能的发挥.     

双列圆锥滚子轴承动力学分析

基于滚动轴承动力学理论,建立了双列圆锥滚子轴承动力学分析模型。采用精细积分法和预估-校正Adams-Bashforth-Moulton多步法相结合的方法,对轴承非线性动力学微分方程进行求解。研究了双列圆锥滚子轴承的最大接触压力、滚子打滑率、滚子歪斜角以及轴承疲劳寿命等动态性能。分析结果表明:轴承的最大接触压力随轴向预紧量的增加呈先减小后增大的趋势,最佳预紧量随外载荷的增加而变大;滚子歪斜角随径向载荷的增加而变大,"压紧"侧的滚子歪斜角略微大于"放松"侧;轴承疲劳寿命随轴向预紧量的增加而增大直至最大值,随后迅速下降。     

轴向载荷作用下双矩形橡胶圈结构的有限变形分析

研究了具有双矩形橡胶圈结构的装置在端部轴向载荷压缩作用下的有限变形问题。首先针对由不可压缩neo-Hookean材料组成的该类结构的有限变形问题,建立了相应的数学模型,利用材料的不可压缩条件和逆解法等求出了问题的隐式解。进而讨论了轴向载荷和结构参数对橡胶圈变形的影响,并分析了轴向压缩率的变化。最后给出了数值模拟,得到了系列有意义的结果:轴向载荷越大、橡胶圈径向越薄或轴向越宽,其径向外表面的膨胀率越大;轴向压缩率在橡胶圈的中间位置最小而在两端最大,轴向压缩率同样受轴向载荷及结构参数的影响。     

面向组合结构刚度非线性特性的等效模型

针对组合结构轴向载荷下呈现的刚度非线性特性难以计算的问题,提出了梁-双弹簧等效计算模型,研究了在包含不同材料垫片的组合结构中螺栓预紧力以及部分几何尺寸对轴向刚度非线性特性的影响.结果表明:采用铝合金垫片时,该连接组合结构的非线性特性主要表现为其轴向载荷-位移曲线在拉压状态改变时出现明显拐点;而该结构采用石墨垫片时,位移曲线在拉压阶段分别表现出非线性.相比于垫片厚度,螺栓预紧力、法兰厚度以及螺栓位置对轴向拉压刚度的影响更显著,且影响规律与所受载荷方向、垫片材料属性有关.     

热弹性阻尼垫片结构与分析

介绍了热弹性阻尼垫片的结构、工作原理和设计方法。该热片采用复合结构，利用热弹性材料的特殊刚度－－温度关系自动被偿的热变形，实现轴向无间隙定位的同时，保持轴向预紧力恒定；垫片上下两层钢质片允许发生微量的剪切位移，从而在轴颈偏斜时能保持良好的接触状态。文中还给出了应用实例。     

卡套式管接头塑性松动机理分析

文章考虑棘轮效应定义的材料本构模型,采用频域积分方法得到位移载荷,对管接头塑性松动阶段的行为进行了数值模拟,并探讨了初始预紧力、侧向载荷、摩擦系数对松动的影响规律。结果表明:在轴向预紧力作用下,侧向循环载荷引起的材料棘轮效应导致结构塑性应变不断发展,引起张紧力的下降;第1圈工作螺纹承担载荷较多,等效应力和塑性应变集中于牙根部位;侧向循环载荷下,连接结构的等效应力、接触应力、塑性应变逐渐增大,同一圈螺纹不同位置的材料受拉压程度不同,应力和应变呈非线性变化;较大的侧向载荷幅值、初始预紧力、摩擦系数会加快塑性松动。     

螺栓联接强度计算方法的探讨

针对当前螺栓联接强度计算方法中所求预紧力偏小,不能与ＧＢ３０９８．１－８２规定值相适应问题,提出用螺栓保证应力作为预紧力大小的判据,引入载荷系数以提高预紧力值,增强联接刚度、紧密性和提高防松能力．着重讨论了受轴向工作载荷时紧螺栓连接强度的计算方法．     

基于权重法的机床主轴可变预紧力确定方法

目的研究不同转速、载荷条件下机床主轴轴承的最佳预紧力,满足高速机床主轴全速段性能要求.方法建立基于拟静力学的轴承分析模型,计算不同转速、负荷条件下满足轴承使用寿命的最大轴向预紧力,和能够限制轴承陀螺旋转的最小轴向预紧力,得出预紧力取值的上下限.通过试验分析轴向预紧力对电主轴轴承温升和振动的影响.结果在低速范围内,轴向预紧力的变化对主轴振动和轴承温度无明显影响.在中速范围内,随着轴向预紧力增加,主轴振动有较明显减弱,轴承温度有较明显增加.在高速范围内,随着轴向预紧力增加,主轴振动大幅度减弱,轴承温度大幅度增加.结论在每个转速范围内分别引入不同的预紧力上下限权重值,得出满足高速机床主轴全速段性能要求的轴承最佳预紧力.     

单列向心推力球轴承的轴向载荷-变形曲线、预紧和刚性

在滚动轴承的实际应用中,例如在求解支承刚性问题时,常需计算轴承在载荷下两套圈的相对位移量。这类计算应用解析法求解比较繁琐,田此一般应用载荷—变形曲线求解。本文给出的单列向心推力球轴承的轴向载荷—交形曲线((F_a/C_O)-(δ_a/d_Q)曲线),为该类轴承在受轴向载荷下求解轴向位移提供了简捷的方法,可简便地确定预紧轴承的预紧工作点,并且在应用上具有通用性,不受轴承型号的限制。     

过盈配合量和预紧力对高速角接触球轴承刚度的影响

以滚动轴承拟静力学分析和滚道控制理论为基础,给出了计及轴承安装时的过盈配合量、预紧力等因素的影响,以及计算高速角接触球轴承中钢球与内、外圈的接触刚度和轴承整体的径向刚度、轴向刚度和角刚度的完整方法和相应的程序.对B7004轴承的分析表明:配合过盈量增加,钢球与内、外圈的接触刚度以及轴承的径向刚度增大,而轴承的轴向刚度和角刚度减小;预紧力增加,钢球接触刚度、轴承刚度随之增加;预紧力较小,特别当旋转速度较高时,应仔细选择合适的预紧力,否则轴承刚度会出现不稳定的波动.     

空间滚动轴承预载能动可调技术研究

滚动轴承是航天器及其有效载荷转动部件的关键部件,其工作时需要加载一定的轴向预紧力。但空间复杂工况对轴承实际应用的选择提出了可调预载的要求。提出一种可在轨调节航天轴承预紧力的方法,可同时满足发射时高预紧力和在轨工作时低预紧力的要求,可有效提高轴承在轨工作寿命。     

滚珠丝杠进给传动机构预紧力的确定及轴向刚度的计算

本文阐述了滚珠丝杠螺母间的预紧力及滚珠丝杠轴向预加负载的合理确定,并根据决定滚珠丝杠进给传动装置轴向变形的主要因素,利用串联零件综合刚度的计算方法和弹性理论,给出了滚珠丝杠进给传动装置的轴向刚度计算公式.     

采用卡环轴向定位轿车轮毂轴承的失效特性与机理

通过对１１种共１３００个具有不同定位间隙的失效轴承的统计分析发现，轴承主要失效形式是滚道表面的等间距栅条状剥落以及局部冲击损伤。结合对轮毂轴承装配结构及轿车运行过程中的动力学分析，提出了基于轴向窜动幅值和轴向窜动频率的失效机理模型；轴承外圈轴向定位间隙的存在，为轴承在座孔内的往复窜动冲击提供了可能条件；轴向窜动周期与滚动体转过相邻周向间周期的关系，决定了道表面的周向累积损伤条间隔的密芳及其产严重程     

活塞发动机止动轮毂传动系统动态特性分析

为揭示活塞发动机止动轮毂传动系统振动机理,在分析发动机止动轮毂系统工作原理的基础上,分别采用能量法与Adams多体动力学软件,建立了止动轮毂传动系统动力学模型,提出了止动轮毂三爪曲面接触系统动力学建模与分析方法。通过对比分析两种模型在额定工况下轴向力响应结果,相互验证了动力学仿真模型的正确性。为减轻止动轮毂系统振动冲击,研究了不同扭矩和轴向预紧力工况对止动轮毂系统轴向冲击力与位移的影响规律。结果表明：不同工况参数下的系统动态响应特性差异明显;随着扭矩由350 N·m增大到500 N·m,系统轴向冲击力增大,轴向位移增大近一倍;随着轴向预紧力由6 000 N逐步增大到8 000 N,系统轴向冲击力峰值逐渐增大,稳定后均值变化较小,轴向位移则随之减小。在额定扭矩工况下,取适当小的轴向预紧力,有利于减小止动轮毂系统所受的轴向冲击力,改善系统振动冲击。     

温度影响的轴承动态预紧耦合降维方法

机床主轴承预紧状态随运行工况动态变化,但预紧力与轴承动力学特性非线性相关,根据轴承动态特性变化对预紧力实施动态优化是提高球轴承综合性能的关键.为提高主轴轴承综合性能,提出一种新的预紧力优化准则.构建了温度影响的球轴承动力学模型,分析变转速、变预紧力和变温升综合影响的球轴承动力学特性变化规律,采用主成分分析法对预紧力与轴承动态指标间的耦合关系实施动态降维优化.MATLAB仿真结果表明,在恒速和温升状态下轴承动态预紧状态与滚动体-内滚道接触载荷关系密切,其贡献率高达95.8％,该方法为球轴承动态预紧优化提供重要理论依据.     

大型球轴承摩擦力矩实验台的研制

本文介绍新研制的大型球轴承摩擦力矩实验台的原理及组成。实验台能模拟被测轴承的转速、轴向负荷、预负荷和润滑条件，在测试条件与实际工况一致情况下测试大型球轴承的启动力矩，平均力矩和最大力矩。大量试验证明，测试结果可靠。     

主动磁悬浮推力轴承的状态反馈线性化控制

研究了无预磁化偏流的单边方式主动磁悬浮推力轴承的控制,针对系统的非线性模型,应用状态反馈线性化方法,构造出非线性控制器,使得系统在大范围内精确线性化,然后应用线性系统理论对线性化学系统进行综合。研究表明,系统具有良好的静、动态性能。由于这种单边方式推力轴承的电磁力线圈不需要预磁化偏流,与常规的差动式有预磁化偏流结构的系统相比,系统的功耗大为降低,效率显著提高,而且系统的温升及阻尼均大为减少。     

复合方钢管混凝土短柱的轴压承载力

用试验与数值计算方法研究了普通方钢管混凝土柱的轴压承载能力。设计了2种复合截面方钢管混凝土短柱,与普通方钢管混凝土短柱做了对比轴压试验。试验结果表明,在受压柱变形的过程中,加劲肋有效地抵抗了管壁的屈曲,加肋复合方钢管混凝土柱的轴压承载力有明显提高。用数值方法对加肋复合方钢管混凝土柱的轴力应变全过程进行了计算。计算结果和试验结果吻合较好。提出了轴压承载力的简化计算方法。加劲肋是提高方钢管混凝土柱承载力的有效途径。     

岸桥小车减速箱轴承外圈跟转原因分析

岸边集装箱起重机小车减速箱轴承配合公差的选取,直接影响设备的使用。选择不当,会产生轴承外圈跟转,引起外圈异常磨损而失效,降低了减速箱的使用寿命。通过岸桥各驱动机构的受力分析,以及减速箱公差配合选取,讨论了如何选择该种设备减速箱轴承的径向配合公差,以及对轴向位移及预紧力的考虑。通过分析讨论得知,轴承配合公差的选择,与设备运行的工况,受力大小和受力方向有关。另外,还应考虑轴向位移和轴向预紧力。