基于轴承动刚度的电主轴动态特性影响因素分析

目的研究不同条件下角接触轴承动刚度对电主轴动态特性的影响,为优化主轴动态特性提供理论支持.方法基于拟动力学研究方法求解角接触轴承动态性能,建立电主轴转子系统有限元模型分析不同轴承滚珠材料和预紧力对轴承动刚度及电主轴动态特性的影响.结果钢球轴承刚度小于陶瓷球轴承,且随着转速提高,钢球轴承刚度下降较快;装配陶瓷球轴承电主轴一阶固有频率较高,工作端位移较小;随着预紧力提高,角接触轴承刚度软化效应减弱,主轴固有频率增大,轴端位移减小.结论改用陶瓷滚珠或者适当提高预紧力都能有效改善轴承动力学特性,提高电主轴固有频率,使得主轴动态特性得到优化.     

高速主轴陶瓷球轴承工作游隙的分析与计算

试验证明，陶瓷球轴承是一种性能优良的高速主轴轴承。因使用了陶瓷材料，对轴承进行优化设计是发挥其性能的前提。轴承的工作游隙是影响其性能的关键因素之一。陶瓷轴承的游隙选择尚无标准。本文对陶瓷球轴承的工作游隙进行了深入分析和计算，为陶瓷轴承游隙的合理选取和修正提供依据。     

高速高轴用陶瓷滚动轴承

根据近年一国外高速轴承的研究成果，对混合式陶瓷球轴承的特点，陶瓷球的材料与加工，轴承结构及润滑等进行了详细论述与分析。     

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.     

全陶瓷主轴-轴承单元的动力学研究

目的研究全陶瓷电主轴预紧力与固有频率的关系,为优化预紧力提供软件分析模型.方法应用赫兹理论计算出在全陶瓷角接触球轴承预紧后的接触应力,接触变形和静接触刚度的数值解,同时在改进传统的弹簧阻尼式主轴动力学软件仿真分析模型的基础上,计及轴承预紧后轴承的静接触刚度,以全陶瓷主轴-轴承单元为研究对象进行有限元结构分析,所得结果通过赫兹计算分析的数值解矫正,分析其动力学特性.结果全陶瓷主轴-轴承单元模型通过模态分析所得三阶固有频率和振型与模态实验分别相差19.59%、1.27%、16.06%;而电主轴传统分析模型所得三阶固有频率和振型与锤击实验分别相差24.39%、14.47%、33.78%.结论通过实验数据验证,全陶瓷主轴-轴承单元模型在分析全陶瓷电主轴动力学特性上更接近模态实验的结果,能够得到更为准确的固有频率和振型.     

机床主轴三联角接触球轴承温升的研究

对已提出的计算轴承工作温度的经验公式进行了检验，结果表明经验公式有很大的局限性，不能精确预报轴承的温升。对影响机床主轴三联角接触球轴承温升的主要因素（轴承预紧力和转速）进行了实验研究，以等温曲线的形式给出了轴承预紧力、转速和温升之间的关系，为精确预报轴承温升和现代机床设计提供了依据。     

高速主轴用陶瓷滚动轴承

根据近年来国外高速轴承的研究成果，对混合式陶瓷球轴承的特点、陶瓷球的材料与加工、轴承结构及润滑等进行了详细论述与分析     

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.     

高速小型复合分子泵的轴承温度场分析

高速小型复合分子泵中的轴承为混合陶瓷球轴承,轴承在工作过程中由于摩擦力矩会产生大量的热量,影响分子泵的正常工作。采用Palmgren发热量计算模型给出了具体工况下陶瓷球轴承生热量的计算公式,应用有限元分析软件ANSYS Workbench得到了轴承的温度场分布,为陶瓷球轴承的润滑和延寿奠定基础。     

轴承预紧力对风电主轴动态特性影响的仿真分析

轴承预紧力对风电机组主轴的动态特性有着重要的影响。首先,建立了预紧力与主轴系统的关联关系,并计算了不同预紧力对应的轴承刚度值,进而分析预紧力与刚度之间的关系。然后,建立了以圆锥滚子轴承为支承的两点式和单点式支承的风电主轴的有限元分析模型,分析了预紧力对两种支承方式的风电主轴模态振型、固有频率、临界转速以及稳定性的影响。结果表明：圆锥滚子轴承预紧力增大会引起轴承刚度增大,可进一步提高主轴的固有频率、临界转速和稳定性;单点式支承比两点式支承的主轴临界转速大以及更稳定。合理选取轴承预紧力,可提高主轴的稳定性。     

混合陶瓷球轴承的选型研究

混合陶瓷球轴承是支承高速电主轴的主要轴承类型之一,其运转状况直接影响到电主轴的可靠性,为此必须选择合适的混合陶瓷球轴承。系统地阐述了混合陶瓷球轴承的选型依据,包括类型选择、尺寸选择以及对极限转速的验算等,其中重点推导了混合陶瓷球轴承中的陶瓷球及轴承外圈的寿命估算公式及其在不同可靠度要求下寿命修正系数的计算式,进而得到陶瓷球及轴承外圈的基本额定动载荷,提出所选取的陶瓷球轴承需符合的要求。     

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。     

空间用球轴承EHD润滑设计中的几个问题

提出了对空间用长寿命球轴承进行EHD润滑设计时须特别注意的两个问题,即润滑剂的选择和预载的确定,并深入分析了它们对轴承使用性能与寿命的影响.     

Performance of High-Speed Grease Lubricated Hybrid Ceramic Ball Bearing

To simplify the lubricating system for high-speed bearings and improve its reliability, grease lubricated high-speed hybrid ceramic bearings were theoretically and experimentally researched. Bearings with an outer race of 62 mm and eleven 9.525-mm balls were investigated. Traction coefficient and flash temperature between the bearing races and the balls were calculated and the results show that the traction coefficient of Si3N4 hybrid ceramic bearings is 74% that of the steel AISI 440B ones at 30000r/min and 1750N, and the flash temperature of the hybrid bearings is 49% that of steel ones. Simulating the highspeed bearing rotational conditions, the grease lubricated hybrid ceramic ball bearings were tested and the results show that the power consumption of hybrid ceramic bearing lubricated by grease D at 24000r/min and axial load 1750N is 80% that of steel ones.     

轴承陶瓷球研磨加工技术研究进展

轴承陶瓷球是陶瓷球轴承中的关键元件,对于轴承陶瓷球的研磨加工,球体的研磨方式和研磨液是影响陶瓷球加工质量和加工效率的关键因素。简述了陶瓷球成球原理,总结了陶瓷球研磨方式的研究进展,对不同的陶瓷球研磨方式进行了比较分析,并提出了一种满足批量加工的变曲率沟槽研磨方式;介绍了陶瓷球研磨液的成分及作用,综述了轴承陶瓷球研磨液的发展现状。从加工精度、批量加工和绿色制造等方面对轴承陶瓷球研磨加工技术的发展进行了展望。     

预负荷系数对三油叶固定瓦滑动轴承性能影响的数值研究

根据有限长三油叶固定瓦滑动轴承的结构特点,通过编程对二维R eyno lds方程离散化数值求解,研究了滑动轴承预负荷系数这一关键结构参数对三油叶固定瓦滑动轴承的承载能力、偏位角、油膜刚度、油膜阻尼等性能参数的影响,得出了承载能力、偏位角、油膜刚度、油膜阻尼随预负荷系数变化而变化的一系列规律性的结论,表明预负荷系数对三油叶固定瓦滑动轴承的性能有重要影响。     

惯性陀螺仪高速精密微型球轴承的动态摩擦力矩特性

针对高速精密球轴承内部动态摩擦力矩对惯性陀螺仪性能的影响问题, 在高速微型球轴承拟动力学基础上结合能量守恒原理, 考虑润滑油特性, 按照摩擦产生的机理建立了摩擦力矩的数学分析模型, 对高速条件下不同工况、结构参数和润滑油特性等对轴承内部摩擦力矩的影响进行了分析, 并进行了系统的试验研究. 结果表明, 该数学模型正确可行, 可以指导高速微型球轴承的设计、优化和应用.     

双列深沟球轴承刚柔耦合多体接触建模与振动特性研究

在研究双列深沟球轴承各组件之间动力学关系的基础上,基于弹性流体动力润滑理论和赫兹接触理论,利用多体动力学分析软件ADAMS,结合有限元分析软件ANSYS柔性化处理,建立了双列深沟球轴承刚柔耦合多体接触动力学仿真模型.综合赫兹接触刚度和润滑接触刚度的影响得到双列深沟球轴承等效刚度.分析了不同荷载、转速、油膜厚度对双列深沟球轴承振动特性的影响,结果表明,合适的荷载可抑制双列深沟球轴承振动;转速的增加可加剧振动;随着油膜厚度的增大,振动先减小后增大.研究结果为双列深沟球轴承结构优化设计、减振降噪和运行状态监测提供了参考依据.