基于弹流润滑效应的风机主轴轴承优化设计

风机主轴轴承是风电机组的核心零件,其润滑性能关系到风机的正常运行.本文考虑了主轴轴承弹性流体动力润滑状态下最小油膜厚度对轴承可靠性的影响,建立了双列调心滚子主轴轴承的优化设计模型,以主轴轴承额定动载荷为优化目标,每列滚子数、滚子直径、滚子有效长度和壁厚设为设计变量,基于MATLAB对优化设计模型采用全局搜索方法进行优化分析.优化后的1.5MW主轴轴承的额定动载荷得到了较大的提升,同时其滚动体与内圈之间的最小油膜厚度提高了近5%.研究结果表明该方法对于风机主轴轴承可靠性优化设计具有指导意义.     

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。     

汽车轮毂单列圆锥滚子轴承的优化设计研究

汽车轮毂轴承多数采用的双列复合轴承和单列圆锥滚子轴承,双列复合轴承常用于小型汽车,免维护,结构略复杂,成本较高;卡车和大型客车普遍选用两只单列圆锥滚子轴承。除了轴承的制造加工过程、材料选用、润滑油的选用、使用工况等因素对轴承使用寿命有很大的影响外,轴承的前期结构参数设计同样不可忽略,轴承是承受运动负荷的零件。只有合理的匹配设计,才能具备高寿命的轴承。本文重点研究单列圆锥滚子轴承设计过程中的要点以及轴承在使用工况下的接触性能分析。     

锥孔双列短圆柱滚子轴承的动态特性分析

建立了锥孔双列短圆柱滚子轴承动态特性分析理论,用Matlab工具开发了具有自主知识产权的分析软件.以3182120型锥孔双列短圆柱滚子轴承为对象,在0～15 000 r/min的范围内分析了径向刚度与转速、径向预紧及外加径向载荷等因素之间的非线性关系.研究表明:由于离心力的存在,锥孔双列短圆柱滚子轴承的径向刚度随着转速的提高呈非线性软化现象;随着径向预紧量的增加,轴承的径向刚度有所增大;在确定的预紧量下,轴承达到某一转速时,滚子将脱离内圈而导致轴承无法正常工作;径向载荷的变化对轴承径向刚度的影响可以忽略.锥孔双列短圆柱滚子轴承动特性参数分析理论、方法与软件为高速机床主轴部件的动态设计提供了有力的工具.     

大型四列圆锥滚动轴承载荷特性边界元法解析

二辊或四辊轧机的辊系，对工作辊四列圆锥轴承满寿可靠运行起至关重要甚至决定性作用。在轧制力或弯辊力下的轧辊弹性弯曲变形微尺度失控行为，致使四列圆锥轴承异常偏载。给出大型轧机四列圆锥滚子轴承三维载荷数值解法，定量描述圆锥轴承三维载荷分布特性，并以滚子载荷工况评估多列圆锥轴承的实际寿命，取代现有轧机设计理论中的总体轴承工况寿命评估法，具有重要的工程价值。     

双列圆柱滚子主轴轴承的装配和调整

<正>圆锥孔双列圆柱滚子轴承属于线性接触轴承,其承载能力和刚度高于点接触的角接触轴承,常用于载荷较大、要求刚度较高,而转速相对来说不很高的中、大、重型机床主轴系统中。本文主要讨论的就是用于主轴系统中的双列圆柱滚子轴承的装配调整方法。1主轴滚动轴承的选配。主轴和轴承都存在制造误差,这必然要影响主轴组件的旋转精度。在主轴组件装配时,若使二者的误差影响相互抵消一部分,则可进一步提高其旋转精度。由于滚动轴承内圈随主轴旋转,它的径向跳动(或称振摆)对轴承     

滚子直径误差对双列调心轴承疲劳寿命的影响

双列调心滚子轴承结构复杂,在实际加工制造过程中,其内部滚子的直径都不可避免存在一定的尺寸误差,这种尺寸误差对轴承的疲劳寿命有较大的影响。本文在考虑轴承滚子直径误差影响的基础上,建立受径向载荷、轴向载荷以及内圈偏转作用的双列调心滚子轴承力学性能计算模型,引入寿命计算方法。通过具体算例,详细分析了滚动轴承的滚子直径存在随机误差对轴承疲劳寿命的影响规律,得到了滚子直径误差对各滚子受力影响的曲线和寿命随轴承加工精度变化而变化的曲线,并对这些曲线进行了分析。     

基于深度学习和经验模态分解的 双列圆锥滚动轴承故障诊断

双列圆锥滚动轴承在列车走行部应用广泛,由于该类轴承结构比较复杂,传统的故障诊断方法难以识别该类轴承的早期微弱故障.为此,提出基于深度学习的双列圆锥滚动轴承早期微弱故障诊断方法.首先,对轴承的振动信号进行经验模态分解,提取信号的瞬时能量构造特征向量;最后,利用深度学习方法对特征向量进行无监督学习,生成故障诊断分类器,完成故障的分类识别.实验中对某型号双列圆锥滚动轴承的正常状态、内圈故障和外圈故障进行信号分析与故障识别.结果表明,所提方法能有效识别双列圆锥滚动轴承的早期微弱故障,分类准确率达到98%.     

弹流润滑悬挂式转子支承轴承轴向刚度的计算

以悬挂式转子的圆锥滚子支承轴承为研究对象,根据Hertz接触理论得出了沿圆锥滚子母线方向的弹性变形量表达式;根据弹性流体动力润滑的Dowson-Higginson油膜厚度公式得出了沿圆锥滚子母线的油膜厚度表达式;推导出考虑油膜厚度时计算圆锥滚子轴承轴向刚度的数学公式.并用一个实际算例说明,当轴向载荷不高的情况下,油膜的存在对轴承刚度影响较大,实际计算中不应忽略.     

特种圆锥滚子轴承的可靠性优化设计

本文以滚动轴承疲劳寿命预测的强度模型为基础,提出了特种圆锥滚子轴承的可靠性优化设计方法.此方法能够合理确定在特定工况下使用的圆锥滚子轴承的主要几何尺寸,使得轴承的额定寿命延长.     

变风速条件下风力发电机输入载荷及其影响因素分析

建立了基于自回归(AR)方法的风场风速模型,求解得到了风速的变化时程;用Glauert方法求得了变风速下风力发电机的输入载荷——推力和扭矩随风速的变化时程;通过对载荷的统计分析得到了风力发电机的设计载荷谱和载荷雨流计数直方图;分析了变风速下风轮叶片主要参数对风力发电机输入载荷的影响规律:推力和扭矩载荷的均值随桨距角变化的响应明显,并随桨距角的增大而变小;推力的波动幅值随桨距角的增大先是增大然后减小,而扭矩的波动幅值则随桨距角的增大而单调减小;推力随叶片扭转角和攻角的变化响应明显而扭矩随扭转角和攻角变化的响应不明显。     

基于GDW理论的风力发电机整机性能分析

由于所受工况瞬态多变且工作环境恶劣,所以风力发电机组是一个复杂、多变量、非线性的不确定系统,因此,整机性能分析是风力发电机系统设计的关键.引入了风力机的动态人流(GDW)理论,在Matlab中建立了600 kW失速型水平轴风力机的气动力,在Simulink传动系统的动力学仿真模型,模型中考虑了叶片的气弹耦合性,并在ADAMS中建立了包含柔性叶片和塔架的风力机整机虚拟样机模型,将三者联系起来建立了联合仿真模型.分析了风力机的功率系数、额定功率以及叶片与塔架的变形.与Bladed的分析计算结果相比较,结果证明了仿真方法及仿真模型的正确性.     

多工况下兆瓦级海上风电齿轮箱均载性能优化设计

针对兆瓦级海上风电齿轮箱行星级均载性能易受到时变非扭载荷影响的问题，该文提出了多风速工况下风电齿轮箱行星级均载性能优化方法。通过建立某型5 MW海上风电齿轮箱系统动力学模型，分析不同风速工况对其行星级内部激励和均载特性的影响规律，进而采用支持向量回归方法，重构风速工况齿轮修形参数均载系数之间的映射关系，建立考虑不同风速工况影响的齿轮箱行星级均载系数优化模型，实现多风速工况下行星级齿轮修形参数优化设计。研究结果表明：由风速工况变化造成的时变非扭载荷会使行星级的齿面和轴承出现偏载现象，并且在低风速工况时非扭载荷会显著降低行星级均载性能；优化后的风电齿轮箱在不同风速工况下其行星级内部激励均明显降低，齿面和轴承载荷分布更加均匀，均载性能得到明显提升。     

兆瓦级风电机组传动链动态特性分析

由于风力发电机组安装在柔性支撑塔架上,传动链承受着变风向、变载等恶劣工况,其故障率一直较高,成为风电发展的瓶颈。研究考虑风机塔筒摆动与传动链扭转振动的耦合效应,利用集中参数法建立基于柔性支撑的兆瓦级风机传动链耦合动力学分析模型,开展兆瓦级风电机组传动链动态特性研究,揭示其动态特征及变化规律,利用坎贝尔图对潜在共振点进行分析,得到切入转速与传动链之间潜在共振频率。基于Simpack有限元法对传动链动态特性进行分析,验证分析方法的正确性。     

Numerical Simulation on Dynamic Load of Main Bearing of Tunnel Boring Machine Based on Combination Stratum

The load spectrum of the main bearing of tunnel boring machine( TBM) is difficult to establish because of the complex factors affecting the driving load of tunneling. In this paper, a simulation model of dynamic load of cutterhead is established,with a view to structural features and special conditions, based on a complex combination stratum, the cutter layout model and cutterhead control parameters,and it is a dynamic load boundary of the main drive bearing. Combined with the load distribution calculation of the main bearing and Hertz contact theory, the prediction model of dynamic load spectrum of the main drive bearing is completed during tunneling,and in accordance with the predicted results,the static and dynamics characteristics of load spectrum for the main drive bearing on the thrust and tilting moment are analyzed. The results of cutterhead load show that,in the certain complex stratum, the fluctuations of load for thrust rollers can reflect formation interface information of complex stratum in current tunneling. The main drive bearing bear the thrust and overturning moment of cutterhead under the composite,the external load has a greater influence on the load-spectrum of reverse thrust roller than that of main thrust roller,and the maximum contact stress of the two row roller is almost the same. The load spectrum,obtained by this method,can provide a meaningful reference for the design and checking of the main drive bearing,and also can be the basis of its fatigue reliability.     

双排四点接触球转盘轴承滚道接触压力分布

双排四点接触转盘轴承通常用于可靠性要求较高的大型机械中,其主要功能是连接2个需要相对回转的大型零部件。静/动承载能力是选择或者设计转盘轴承的基础,滚道接触压力分布规律则是研究转盘轴承静/动承载能力的前提。讨论了一种求解双排四点接触球转盘轴承在任意方向和大小外载条件下滚道载荷分布情况的方法,这种方法综合考虑了转盘轴承的截面间隙、滚珠直径、初始接触角、滚道/滚珠曲率半径比等各种几何参数,适用于优化设计双排四点接触球转盘轴承,以某型号风电变桨转盘轴承为例,运用该方法求解了转盘轴承滚道的接触压力分布。     

变载荷下风力发电机行星齿轮传动系统齿轮-轴承耦合动力学特性

根据风力发电机传动系统在随机风场中复杂变工况的工作特点,建立了最小二乘支持向量机风场随机风速模型,获得了由随机风速引起的时变风载荷。采用集中质量参数法建立了风力发电机行星齿轮传动系统中齿轮滚动轴承耦合动力学模型,考虑了风力发电机行星齿轮传动的变风载输入、齿轮时变啮合刚度和滚动轴承时变刚度等影响因素,对变风速下1.5 MW半直驱风力发电机行星齿轮传动系统的动力学特性进行了仿真计算分析,求得了变风速下行星齿轮传动系统的振动位移、各齿轮副的动态啮合力和非线性动态轴承力,为风力发电机传动系统的动态性能优化和可靠性设计奠定了基础。     

高铁圆锥滚子轴承滚子与滚道间的接触分析

基于Hertz接触理论与滚子切片理论,对高铁圆锥滚子轴承中不同凸形的滚子与滚道间的接触问题进行了数值分析.建立了滚子-滚道接触应力与接触载荷计算模型,对CRH3型高铁用轴承进行实例分析,求解其在滚子母线方向上的应力与载荷分布,并计算对数曲线型滚子在满载情况下的最佳凸度量.结果表明:滚子的应力集中程度与所受载荷大小相关;滚子的对数曲线型只能减小并不能消除滚子的应力集中现象;滚子的最佳凸度量略小于理论凸度值.     

考虑空间坐标转换的风电机组载荷建模与分析

根据坐标转换及力学分析,推导风电机组叶根坐标系和风轮坐标系之间的载荷传递关系,建立更接近实际工况的载荷分析模型。文章以某5 MW风电机组为分析对象,对新分析模型、简化模型和GH Bladed模型进行结果对比,验证该分析模型具有更高的可靠性和精确性;根据机组载荷组成,通过获取坐标转化过程中各组成因素的实例数据,对各组成因素的影响程度进行精确分析,对控制及降低载荷具有重要意义。