齿轮轴过盈配合对轴肩微动磨损的影响研究

针对某动力总成齿轮轴轴肩在工作过程中发生严重微动磨损的现象,利用有限元软件ABAQUS建立了齿轮轴轴肩微动磨损仿真模型.通过对齿轮轴与轴承之间过盈配合的计算分析,得到齿轮轴过盈配合所需的最小过盈量,在此基础上对轴肩所受的微动磨损进行仿真分析,研究过盈配合对轴肩微动磨损的影响.通过分析在不同过盈配合下轴肩接触应力和轴肩变形量对微动磨损的影响表明:增大过盈量,轴承内圈与轴肩接触应力相应增大,轴承与轴肩接触面的相对变形量(即位移幅值)随之增大,轴肩微动磨损亦相应增大.因此,齿轮轴与轴承之间适当的过盈配合既可以保证静止状态下齿轮轴材料不出现塑性变形,又能使齿轮轴转动时有足够的接触压力传递有效转矩,可以有效地减缓齿轮轴轴肩处的微动磨损.     

双金属复合内圈滚动轴承接触特性分析

为解决圆柱滚子轴承在大载荷条件下易磨损的问题,设计了一种双层金属复合材料内圈圆柱滚子轴承.以复合内圈与滚子的接触为例,基于赫兹接触理论和波西涅斯克理论,给出了单个滚子与轴承内圈的最大接触应力.结合层复合材料力学模型,计算双层金属复合材料内圈等效弹性模量.建立内圈与单个滚子间接触模型,采用有限元仿真方法,探究不同材料厚度下的接触应力和弹性变形.通过接触摩擦试验,验证复合材料内圈在不同材料厚度下的接触宽度.结果表明:双层金属复合材料内圈轴承滚子与内圈接触变形增大,接触应力减小,可以有助于减少圆柱滚子轴承的磨损.     

铁路货车轴承温升特性研究

热轴故障是铁路货车运行中常见的故障类型,为降低列车热轴故障的发生率,有必要对铁路货车轴承温升特性进行研究。在铁路货车轴承拟静力学分析的基础上,采用局部法,建立铁路货车轴承摩擦功耗计算模型,基于传热学理论,对铁路货车轴承系统进行传热分析,建立铁路货车轴承温升仿真模型,研究轴承工况参数和结构参数对铁路货车轴承温升特性的影响规律,并设计温升试验进行验证。结果表明：仿真结果与试验结果的最大误差为13.8%,轴承系统温升最高点位于第二列内圈大挡边与滚子球基面接触位置,轴承温升随着载荷、转速和内圈大挡边倾角的增大而增大,随着环境温度的升高而增大,随着滚子球基面半径的增大而减小。研究成果对铁路货车轴承的设计、使用具有一定参考价值。     

柔性支承下风力机低速轴轴承疲劳寿命分析

随机风载荷和塔架的柔性支承容易使齿轮箱低速轴轴承受到复杂交变载荷,导致轴承疲劳损坏。为研究在柔性支承和变载荷下风力机齿轮箱低速轴轴承的疲劳寿命,文章建立柔性支承下风力机齿轮箱动力学模型,得出低速轴轴承动态载荷,并对轴承进行静力学分析。最后根据准静态学分析法,得到轴承应力谱,并基于Miner线性累积损伤法则对低速轴轴承的疲劳寿命进行估算。分析结果表明,滚动体与内圈接触区域的外侧倒角处接触应力最大,该最大接触应力结果与Hertz理论计算出的应力幅值结果较为一致;考虑塔架柔性支承下得到风力机低速轴轴承疲劳寿命小于其设计寿命,因此在风力机低速轴轴承设计时必须考虑塔架的柔性支承。     

汽车减速器

该发明披露一种汽车减速器,其包括:一蜗杆轴轴承,所述蜗杆轴轴承包括:一内圈,其耦接至一蜗杆轴的一端,所述蜗杆轴与一蜗轮啮合;一外圈,其耦接至一齿轮壳体的内表面;以及滚珠,其耦接在所述内圈和所述外圈之间;一电机凸起部,其具有一耦接孔,形成于所述电机凸起部的一侧,一电机的电机轴插入至所述耦接孔,并且在所述电机凸起部的另一侧形成一插入孔,所述电机轴插入至所述插入孔;以及一减震组件,其耦接在所述内圈的一侧表面与所述电机凸起部的一侧表面之间,并且在轴向上弹性地支撑着。     

滚动轴承内圈滚道表层残余应力分布实验研究

以B7008C/P4滚动轴承内圈滚道为例,将剥层与X射线衍射法相结合,测量了轴承内圈滚道表层残余应力分布状态,并采用有限元法分析了剥层造成的应力释放,修正了残余应力测量值.研究结果表明:当滚道表层剥除厚度为微米级时,残余应力测量值与修正值之间的最大相对误差为3.9%,并且随着剥除厚度的增大,应力释放效果愈加明显.国内外同型号(B7008C/P4)轴承对比分析表明:国外轴承内圈滚道表面残余压应力更大,近表层残余压应力的剧烈变化深度更大,更有利于提高轴承的疲劳寿命.     

组件温度对球轴承热冲击流变润滑特性的影响

为了研究组件温度对球轴承热冲击流变润滑性能的影响,考虑轴承组件温度与供油温度之间的差异,采用Eyring剪稀流体建立了球轴承热冲击流变弹流润滑模型,利用多重网格方法与时变性、流变性和温度场的分析技术研究了组件温度对动态油膜热流变弹流润滑性能的影响,并对极端工况下的热失效现象进行分析.结果表明:滚动体温度越高,其油膜厚度及摩擦系数越小;在极端工况下,轴承内圈与滚动体之间出现了高压、高温和低膜厚现象;轴承内圈温度达到边界膜脱附时的第1临界温度,且轴承内圈与滚动体之间处于混合润滑状态.因此,分析滚动轴承的非稳态热流变弹流润滑特性时需考虑轴承温度场的影响.     

多沟槽水润滑橡胶轴承水膜压力的无线测试方法

为了得到多沟槽水润滑橡胶轴承水膜压力的全息(周向和轴向)分布,针对目前滑动轴承润滑膜压力测试方法的不足,提出了一种水润滑轴承水膜压力的无线测试方法.该方法采用在转轴上及轴肩的不同位置打孔(即径向导流孔和轴向导流孔,它们之间相互贯通,水膜压力通过各导流孔传递),将压力传感器安装在轴肩轴向导流孔处、无线采集发射装置安装在轴尾端的设计方案,从而避免了对轴承工作面润滑状态的破坏,获得了相应轴承截面上整周水膜压力的连续分布,且便于传感器的安装和调试.与传统测试方法相比,由于该方法采集到的水膜压力数据是利用数字信号进行无线传输的,因此具有无需复杂布线、易操作、测试精度高等优点,并可用于对其他滑动轴承润滑膜压力的测试.     

温度补偿对航天微电机转速稳定性的改善

从润滑性能引起航天微电机结构温升的角度出发,基于SKF轴承摩擦力矩计算方法,使用MSC.MARC软件,计算了电机在运转和停机状态下各部件的温度分布情况.分析结果显示,由于轴承内圈温度高于端盖,润滑油向端盖扩散,轴承系统润滑性能降低,引起电机转速不稳定.通过在支架端面施加8W的温度补偿,可使轴承内圈温度始终低于轴承端盖温度.仿真和实验证明,施加温度补偿可使微电机的转速稳定性满足设计要求.     

双列球面滚子轴承力学分析及滚子受载计算方法

以球面滚子轴承为研究对象,运用切片法,综合考虑了滚子-滚道凸度以及轴承内圈倾斜角的影响,建立了滚子并排和滚子错排的球面滚子轴承滚子载荷的计算模型。数值计算了内圈倾斜角、径向游隙、滚子错排角、以及外载荷等参数对球面滚子轴承滚子载荷和轴承内圈径向位移量的影响。计算结果表明,在一定的外载荷作用下,轴承内圈倾斜角度与滚子最大载荷呈线性变化规律;错排滚子的球面滚子轴承最大滚子载荷比并排略小,内圈径向位移量也略小。     

基于实时监测的轴承寿命预测方法

从凯斯西储大学轴承数据中心提取了斯凯孚(SKF)轴承内圈、滚动体和外圈不同故障尺寸的原始振动信号,故障尺寸分别为0.007,0.014和0.021 in（1 in=2.54 cm),对其进行经验模态分解(EMD),发现共有17个本征模函数。进行主成分分析(PCA),发现内圈和外圈故障尺寸与第一主成分和第二主成分的关系可通过主成分拟合公式进行准确拟合,因此,通过实时监测轴承振动信号并进行信号分析,可获得内圈和外圈的故障尺寸,利用Pairs-Erdogan公式和有限元仿真方法对含故障轴承的剩余寿命进行了预测。该研究对预防由含裂纹轴承导致的机械事故具有重要的意义。     

三代轮毂轴承内圈法兰孔组合钻床主轴箱设计

以提高三代轮毂轴承内圈法兰孔的加工效率为主要目的,根据加工孔直径大小、材料以及工作情况,计算相关的切削用量进而计算轴向力、扭矩和切削功率,确定主轴的形式与直径以及所需动力,选择合理的动力部件,依据三图一卡绘制原始依据图,确定主轴和驱动轴的位置,合理布置传动轴的位置,来完成整个主轴箱传动系统的设计,使主轴获得所需转速从而进行钻孔。此次设计的主轴箱传动系统可以同时加工三代轮毂轴承内圈法兰孔,因此可以提高法兰孔的加工效率和加工精度。     

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.     

多参数监测智能轴承的设计与研究

研制了一种多参数监测智能轴承。该智能轴承对轴承实际工况中的振动加速度、转速和温度进行实时监测,并将测量数据传递给云端数据管控平台,实现对轴承运转状态的监控与故障预警,重点研究了轴承振动加速度的测量方式,通过对轴承工况下振动特性的研究与轴承内部结构的分析,选择采用三轴振动加速度计作为研究基础进行测量;通过对轴承内圈结构的改造,采用霍尔传感器与磁编码体相结合的方式测量轴承转速;采用温度传感器测量轴承内圈的温度。通过将该智能轴承与传统轴承座监测系统的对比,可知研发的智能轴承性能相较于传统轴承监测系统有显著的提升,其中振动加速度的监测信号幅值达到了传统轴承监测系统的3倍以上,能更好地判断轴承的运转状态,具有优秀的故障预测预警能力。     

轮毂轴承单元轴铆合装配的铆头优化设计

针对轮毂轴承单元轴铆合装配工艺的非线性、非稳态特征,提出一种基于代理模型的轴铆合装配工艺优化方法,并用于铆头成形曲面的优化设计.通过拉伸实验、圆环镦粗实验、轴向进给位移及轴向铆接力在线测试、铆头空间轨迹理论推导等确定有限元建模参数;通过比较模拟和测试的轴向铆接力及轮毂轴端铆接后的几何形状确定有限元模型的准确性;基于现有的铆头设计和轴承寿命理论确定铆头成形曲面的参数化方程和优化目标;基于拉丁超立方抽样策略和有限元结果确定轴承内圈的最大径向变形量、轴向预紧力和轮毂轴端对铆头的作用力与铆头成形曲面参数间的支持向量机回归模型;最后对优化结果进行验证.结果表明,优化后的铆头使轮毂轴承的性能指标得到一定提升.     

球轴承窗式保持架兜孔与滚珠间润滑性能

以球轴承窗式保持架与滚珠间的流体动压润滑问题为研究对象,建立了滚珠-兜孔运动关系和力学分析的计算模型,建立了滚动轴承启动阶段和稳定运转阶段滚珠-兜孔油膜压力分布和油膜厚度的数值计算方法。以SKF61928MA轴承为研究对象,计算出轴承内圈转速、保持架角加速度,并研究了保持架兜孔尺寸对滚珠-兜孔润滑油膜的性能影响规律。结果表明,在稳定运转阶段,滚珠-兜孔间最小油膜厚度基本保持不变;在启动加速阶段,保持架加速度越大,油膜厚度越小。     

基于包络切片谱和时频谱的轴承故障诊断

为了有效提取轴承故障信号的故障特征以及更好地显示其时频特性,提出了基于局部均值分解(LMD)的包络切片谱分析及时频分布方法。首先,使用LMD对轴承故障信号进行分解得到一组PF分量。然后,对各PF分量的包络信号(瞬时幅值)进行切片谱分析。同时,由PF分量的瞬时频率和瞬时幅值获得各PF分量的时频分布。实测轴承故障信号的LMD包络切片谱分析及时频分布结果表明,LMD包络切片谱可准确获得内圈故障轴承和外圈故障轴承的故障特征频率,LMD时频分布可更直观地显示轴承故障信号的时变瞬时特性,可用于辨别轴承的故障形式。     

深沟球轴承内圈及滚动体运动噪声的计算方法

以深沟球轴承为研究对象,建立了一种对内圈轴心轨迹以及每个滚动体中心运动轨迹计算的轴承数学模型,结合声学理论,将轴承内圈看作圆柱声源,将滚动体看作球声源,建立了能够对深沟球轴承内圈和滚动体振动噪声进行定量计算的计算模型。通过一个具体的算例,研究了转速和径向载荷对固定点上噪声大小的影响,以及噪声沿滚动轴承轴线方向的变化规律,绘制了这些影响的变化曲线。发现随着轴承转速的增大,轴承声压值会随之增大;随着轴承所受径向载荷的增大,轴承声压值会随之增大,其变化趋势由快到慢;轴承内圈和滚动体运动所产生的声压在轴承轴线方向上逐渐减小,呈非线性关系变化。     

电主轴角接触球轴承摩擦学和动力学耦合分析

基于弹性流体动力润滑理论和动力学理论,对角接触球轴承(主轴轴承)进行摩擦学特性和动力学特性耦合研究.在Ansys软件中建立考虑主轴轴承摩擦学特性的动力学仿真模型,利用有限差分法求解弹流润滑的Reyn-olds方程和弹性方程,求解轴承油膜反力,在Ansys中进行动力学仿真,输出轴承零件各种运动参数特性曲线.研究表明,速度是影响主轴轴承内部弹流油膜的重要因素,在相同的预载荷、接触角等工况条件下,陶瓷角接触球轴承的内圈油膜厚度随转速增大先增大后逐渐减小,外圈油膜厚度随转速增大开始变化不明显,随后明显减小.     

汽车轮毂轴承内圈尺寸公差综合检测与分析

汽车轮毂轴承内圈尺寸的精确测量,在后续工艺中可以影响到轴承质量和性能。介绍了采用国内某公司研制的轴承内圈内外径公差综合检测系统,通过对整个系统的检测原理及检测位置、测控系统及软件界面进行详细阐述,最后应用于实际轴承实时产线制造检测中,测试内圈公差数据的精准等级达到0.01 mm,与传统的0.1 mm检测等级相比,提高了一个等级,更加精准的筛选了不合格产品,提高了轴承的质量和各项性能。