滚滑轴承摩擦力矩特性的仿真分析

轴承零件的摩擦力矩实测比较困难,为探究滚滑轴承摩擦力矩的变化规律及结构参数对其的影响,指导该新型轴承的结构设计,利用Abaqus软件对滚滑轴承进行了仿真分析.结果表明,滚滑轴承摩擦力矩呈现由小到大、再到小、最后进入稳定的变化规律;启动时,滚滑轴承摩擦力矩随径向游隙增大而增大、随滚子与滑块间的间隙增大而减小,滑块与内圈间的摩擦力矩随滑块内弧半径增大而增大,滑块与外圈间的摩擦力矩随滑块外弧半径增大而减小;进入稳定运动后,滚滑轴承摩擦力矩随径向游隙及滚子与滑块间的间隙增大而减小,滑块与内圈间的摩擦力矩随滑块内弧半径增大而增大,滑块与外圈间的摩擦力矩随滑块外弧半径增大而减小.     

基于ADORE的陀螺电机主轴承优化设计

基于ADORE建立轴承仿真模型对某型号陀螺电机主轴承进行动力学分析,分析了球数、内外圈沟道曲率半径系数、径向游隙等结构参数对轴承沟道最大接触应力、摩擦力矩、球磨损率、轴承疲劳寿命的影响。结果表明:选取较多的球数有利于改善轴承性能;选取较大的径向游隙有利于减小沟道最大接触应力,提高轴承寿命,降低轴承摩擦力矩和球磨损率;在满足轴承最大接触应力要求时,适当选取较大的内、外圈沟道曲率半径系数有利于降低轴承摩擦力矩和球磨损率。并以轴承摩擦力矩、球磨损率、轴承疲劳寿命为优化目标对轴承结构参数进行多目标优化设计,确定了最佳设计方案。     

基于平衡力法的滚动轴承动摩擦力矩测量仪研制

研制了一种基于平衡力法的滚动轴承动摩擦力矩测量仪。该仪器采用重力法进行轴向加载,与外界无接触,避免了测量载荷及主轴运动对轴承摩擦力矩测量的影响;同时,根据摩擦力矩测量过程的信号特征,避开轴承启动时的不稳定阶段,选取轴承运转稳定后的摩擦力矩值作为动摩擦力矩测量值,保证了仪器测量重复精度。试验结果表明,该测量系统的动摩擦力矩重复性精度为±3 mN·m,能满足滚动轴承动摩擦力矩高精度检测的要求。     

基于虚拟样机技术的滚滑轴承动力学仿真分析

利用Pro/E软件建立了滚滑轴承的几何模型,并将其成功导入ADAMS软件进行了滚滑轴承的运动学和动力学仿真,得到了滚滑轴承在受载运动状态下滑块和滚子的受力及振动状况,对仿真结果进行了分析,验证了滚滑轴承的优点。     

陀螺框架轴承摩擦力矩分析

针对陀螺框架轴承要求启动摩擦力矩小而稳定的苛刻要求,建立轴承摩擦力矩分析模型,在已有的球与内外圈弹性滞后、差动、自旋、润滑影响因素引起的摩擦力矩分析基础上,重点考虑浪形及冠型保持架引起的摩擦力矩。求得的轴承启动、动态摩擦力矩与YZC-II测试仪测试结果吻合较好。分析表明,浪形保持架整体优于冠型保持架,保持架与球作用引起的摩擦力矩比例随轴向载荷减小而增大,该比重在启动过程中较大,在动态过程明显降低;通过对4种型号框架轴承不同转速的摩擦力矩分析,当转速低于2 r/min时,轴承摩擦力矩受转速影响不大,随着速度增大,启动速度对轴承启动摩擦力矩值、动态摩擦力矩波动范围影响突显出来。     

滚滑轴承温度场的有限元分析

以滚滑轴承滑块为研究对象,建立了轴承滑块与内、外圈及滚动体的传热模型,用ABAQUS有限元软件的结构热-应力耦合作用进行了轴承滑块与内、外圈滚道接触面的温度场分析,得出了滚滑轴承在不同转速和不同径向载荷工况下滑块的温度分布特征。结果表明,轴承滑块与内、外套圈滚道的接触面温度随着转速及载荷的增大而升高,滑块与内、外套圈滚道接触面的各点温度相差很大;初步试验验证了滚滑轴承滑块的有限元温度分析的可行性。     

滚滑比对滚动轴承摩擦性能的影响研究

采用多重网格法进行了非牛顿流体的等温线接触弹流润滑和线接触热弹流润滑的数值计算,分析了热效应和不同圆柱滚子转速下的滚滑比对滚动轴承的圆柱滚子-轴承内圈摩擦副的油膜厚度和压力分布的影响;基于滚滑摩擦基础性能试验台,进行了试验并研究了不同圆柱滚子转速下滚滑比对圆柱滚子-轴承内圈摩擦副摩擦性能的影响。结果表明:滚动轴承的圆柱滚子-轴承内圈摩擦副的油膜厚度随着滚滑比的增大不断减小,随着圆柱滚子转速的增大不断增大,且线接触热弹流润滑工况下的润滑油的油膜厚度明显小于等温线接触弹流润滑工况下的油膜厚度;随着圆柱滚子转速的增加,油膜压力不断降低,当圆柱滚子转速较大时,油膜压力受转速影响较小;在不同的圆柱滚子转速下,圆柱滚子-轴承内圈摩擦副的摩擦系数随着滚滑比的增大而增大。     

游隙对滚滑轴承内部载荷及应力影响的研究

滚滑轴承是一种新型轴承,可应用于风力发电机齿轮箱。根据滚动轴承基本原理和接触力学原理,建立滚滑轴承有限元模型,研究滑块与内外套圈滚道之间的游隙对滚滑轴承内部载荷及应力的影响,得到不同游隙时不同大小载荷工况下典型工作位置处滚滑轴承的内部载荷与应力分布规律。在研究中,提出滚滑轴承临界载荷的概念。研究结论可以为滚滑轴承的基础理论研究和参数优化提供参考。     

斜面兜孔圆柱滚子轴承摩擦力矩分析

以NJ2205圆柱滚子轴承为研究对象,基于动力学方程,采用ADAMS建立轴承虚拟样机仿真模型,分析保持架兜孔前后壁倾角对轴承摩擦力矩的影响,结果表明:当保持架兜孔前后壁倾角相同时,随保持架兜孔倾角增大,轴承摩擦力矩先减小后增大,波动先减小后增大;当保持架兜孔前后壁倾角不同时,随兜孔前后壁倾角增大,轴承摩擦力矩先减小后增大;当保持架兜孔前壁倾角为5°、后壁倾角为6°时,轴承摩擦力矩最小为34.18 N·mm。并利用Rtec摩擦磨损试验机验证了仿真结果的正确性。     

航天器驱动机构轴系摩擦力矩建模与分析研究

基于接触力学、摩擦学及角接触轴承拟静力学理论,建立了固体润滑角接触轴承摩擦力矩理论计算模型,并在航天器驱动机构的边界条件下,研究了航天器驱动机构轴系摩擦力矩与预紧力之间的关系,从理论上分析了轴系预紧力对轴系摩擦力矩的影响并进行了试验验证。研究表明,固体润滑角接触轴承摩擦力矩随着轴向载荷的增大而增大,当轴系拧紧力矩达到临界值后,摩擦力矩随着拧紧力矩的增大而增大;且理论分析值和试验值的趋势一致,数值接近;说明基于拟静力学建立的摩擦力矩计算模型能较好地实现低速下的固体润滑轴承和轴系摩擦力矩预测。     

基于ADAMS的灵敏轴承摩擦力矩的仿真分析

灵敏轴承的摩擦力矩是稳定轴上干扰力矩的主要来源,其大小和波动性直接影响到系统工作的稳定性和可靠性.根据灵敏轴承的实际工作情况,在所建立的灵敏轴承物理仿真模型的基础上,采用动力学分析软件ADAMS进行仿真分析,基于赫兹接触理论计算结果设置基本的接触参数,对比研究了不同球数灵敏轴承和不同轴向载荷下灵敏轴承的摩擦力矩性能.     

滚滑运动导致的滚动轴承磨损特性研究

滚滑运动是导致滚动轴承失效的一种特殊运动形式,采用仿真和试验相结合的方法,研究了滚动轴承在滚滑运动下的磨损特性.首先,应用Abaqus有限元软件建立滚滑状态下的滚动轴承有限元仿真模型,得到轴承的摩擦力动态响应.之后,通过滚滑磨损试验台得到轴承运动过程中的摩擦力数据,运用灰色关联分析法得知仿真数据与试验数据的关联度达到0.8以上,因此,仿真所得的摩擦力可作为判断轴承磨损状态变化的依据.在轴承磨损试验中,对润滑油进行颗粒度检测并观察记录了轴承内圈的表面形貌.结果表明,仿真所得摩擦力变化影响油液颗粒度、表面形貌的变化,油液中所含颗粒数目上升与内圈表面产生磨痕作为内圈所受摩擦力变化导致的磨损结果,正反馈于摩擦力,使其幅值不断增大,进一步加剧了轴承的磨损.仿真与试验相结合的方法为准确判断滚滑状态下轴承各点位置磨损特性提供了分析研究的基础.     

风电变桨轴承摩擦力矩的测量

通过试验机对风电变桨轴承加载径向和轴向压力,模拟风电轴承的实际工况,通过工控机直接测量并实时记录输出试验数据,从而得到变桨轴承的启动摩擦力矩及旋转状态时的即时摩擦力矩,并分析测试数据以判定风电变桨轴承是否满足设计要求。     

自润滑杆端关节轴承压装对启动摩擦力矩的影响分析

以某自润滑杆端向心关节轴承无载启动力矩为控制指标,通过压装试验分析压配和收压工序对轴承无载启动力矩的影响,并通过材料成形仿真分析压配、收压工序和推出试验对轴承接触性能的影响。结果表明:压配和收压阶段对轴承的无载启动摩擦力矩影响较大,收压阶段使摩擦力矩明显下降。最后,根据加工水平和试验分析结果确定了满足性能指标要求的杆端座孔与轴承外圈的配合量和收压参数。     

基于nCode DesignLife的滚滑轴承疲劳寿命比较分析

以滚滑轴承静力学仿真结果的有限元模型为疲劳分析模型,滚滑轴承动力学仿真结果的时间-应力变化规律为疲劳分析的载荷循环变量,运用n Code Design Life疲劳分析软件对圆柱滚子轴承和滚滑轴承进行疲劳寿命仿真比较,得到了两种轴承零件的损伤和寿命云图,从云图中确定出两种轴承零件易损位置,并在试验机上对两种轴承进行疲劳寿命试验,证明在满足疲劳强度的前提下,滚滑轴承零件损伤更小、抗疲劳更强,具有更高的可靠性能。     

低温下润滑剂对微型轴承启动摩擦力矩的影响

对于微型轴承启动摩擦力矩敏感的应用场合,测试润滑剂性能的影响十分重要,介绍了一种微型轴承低温启动摩擦力矩测试装置,其可根据要求改变轴向载荷,测试结果表明:该装置室温下与用YZC-II摩擦力矩测试仪测得的结果吻合;在不同的超低温下测试了几种润滑剂对微型轴承启动摩擦力矩的影响,测得的数据有较好的重复性。     

弹性箔片动压径向气体轴承起飞转速和承载能力的实验研究

在建立的气体轴承性能测试实验台上对新型弹性箔片气体动压径向轴承进行了起飞转速和承载能力的实验研究,并分别通过摩擦力矩和径向位移响应频谱两种方法分析了轴承的起飞转速。结果表明:轴承起飞后摩擦力矩逐渐减小并趋于稳定,且径向位移响应频谱图上只有较大的低倍频分量出现,高倍频分量和其它频率分量要小得多;两种分析方法得到的轴承起飞转速基本吻合;载荷越大,轴承和转子中心的偏心距越大;由于箔片弹性变形使卸载过程存在能量损失,同样载荷下卸载时的偏心距比加载时大。     

瓦面划痕引发斜平面推力轴承特性退化的作用机理

由于异物入侵产生的轴承划痕是滑动轴承常见的损伤形式,也是导致轴承性能及寿命下降的因素之一。为研究划痕对平行斜平面推力轴承性能的影响,建立了考虑紊流、质量守恒边界的热流体动力学润滑分析模型。采用有限元方法求解轴承润滑性能,对比理论与试验结果验证了理论分析模型的正确性。研究了不同载荷、转速和划痕位置下划痕对轴承润滑性能的影响规律(油膜厚度、油膜压力、温升、摩擦力矩等),探讨了计算模型在不同划痕参数作用下的适用性,并结合划痕的压力分布变化情况,给出了不同划痕位置对局部油膜压力的影响规律。结果发现:当推力轴承表面出现划痕时,会导致轴承最小油膜厚度显著降低,最高油膜温度升高;当划痕位于轴承瓦块中部时,轴承具有最小的油膜厚度、最高的油膜温度和最大的摩擦力矩,即位于瓦块径向中间位置的划痕对轴承性能具有最显著的影响。     

基于Matlab机床控制系统非线性的仿真研究

为了研究控制系统中由于电机执行轴的静摩擦力矩大于动摩擦力矩而造成的摩擦非线性对系统性能的影响,构建了具有摩擦非线性特性的机床随动控制系统模型,通过Matlab仿真工具Simulink,完成对该控制系统仿真建模,给出高、低速不同输入下的系统输出轴的跟踪过程,并对其进行仿真分析和研究。结果表明,低速输入时摩擦非线性会使系统输出轴产生抖动,造成随动控制不能准确地跟踪目标。最后提出改善摩擦非线性对随动控制系统不良影响的几种可行性方法。     

微型制冷机连杆轴承温度场分析

以某高速摆动工况下应用的微型制冷机连杆轴承为研究对象,对其进行受力分析,计算轴承的接触变形、载荷分布、摩擦力矩,并基于ABAQUS建立高速摆动工况下连杆-轴承摆动系统温度场模型,分析径向载荷、摆动频率及摆动角度对轴承最高温度的影响,结果表明:随径向载荷、摆动频率、摆动角度增大,轴承最高温度增大,与摆动系统试验台验证结果...