机床主轴可靠性试验分析方法

机床主轴作为机床的关键功能部件,由于其高可靠性和高精度的特征,不宜采用传统的可靠性试验方法来缩短试验周期和分析小样本失效寿命数据。首先对机床主轴可靠性试验系统进行阐述,然后对应用于机床主轴可靠性试验中的加速寿命试验和基于性能退化数据的可靠性分析的研究现状和统计分析方法进行阐述。提出并分析了加速应力选取、最大加速应力水平选取、失效判据和小样本分析对机床主轴可靠性试验可信度的影响。对加速退化试验和振动噪声信号分析在机床主轴可靠性试验中的应用进行展望。     

数控机床高速主轴不同配对形式的轴承寿命分析

对高精度机床主轴配对轴承的寿命进行了分析研究,不同于传统的单个轴承的寿命计算,为高精度机床主轴的配对轴承结构设计提供了一种简单而实用的轴承使用寿命的计算方法.     

考虑温度影响的角接触球轴承疲劳寿命仿真研究

针对承受热应力和结构应力共同作用下的角接触球轴承,利用ANSYS Workbench软件对其进行疲劳寿命分析。在三维软件Pro/E中建立轴承模型,导入有限元软件ANSYS Workbench中得到轴承的有限元模型,进行热-应力耦合分析,得到轴承温度分布和应力分布;根据零件的材料属性,利用ANSYS Workbench的Fatigue模块分析了轴承的疲劳寿命。根据软件模拟计算得到轴承寿命情况,为机床主轴轴承寿命的预测奠定基础。     

航空发动机主轴轴承数据统计处理及寿命评估

航空发动机主轴轴承台架试验费用昂贵且多为小子样无失效 ,在此情况下讨论其分布函数实为困难。因此 ,由现场收集大量的使用数据 ,以初步探讨其寿命分布规律及其可靠性水平 ,为航空发动机轴承可靠性研究打下了基础。附表 5个     

水润滑艉轴承的磨损寿命研究

磨损破坏是水润滑艉轴承最为常见的破坏形式,对其磨损寿命的预测和研究有着重要的现实意义。根据水润滑艉轴承的Streibeck曲线和Meeks模型设计轴承加速寿命试验,并通过试验获得轴承的寿命特征参数;采用基于灰色估计法求解Weibull分布,获得轴承的寿命评估模型;将寿命特征参数代入评估模型中,获得水润滑艉轴承的寿命分布模型。实验结果表明该模型的精度很高,在工程实践中可以利用该模型对滑动轴承的磨损可靠性寿命进行预测。     

废旧机床主轴剩余寿命评估模型

如何准确评估废旧主轴的剩余寿命是其可再制造性评估的关键.基于此,针对废旧主轴的疲劳断裂失效现状,综合考虑裂纹闭合效应,加入裂纹拓展有效因子,提出一种基于非线性连续疲劳损伤模型的主轴剩余寿命评估模型.为提高主轴S-N曲线的拟合精度,疲劳试件是通过原废旧主轴的轴身经线切割加工而成,将主轴谐响应分析获得的六级最大应力,作为拉压疲劳试验的循环应力,从而获得接近实际主轴的S-N曲线.对于主轴剩余寿命评估模型参数求解问题,把试验得到的数据和参数通过非线性拟合中的最小二乘法,构建关于应力和寿命的S-N曲线,采用Python的方法来求解该模型中的参数使主轴的剩余寿命评估模型更具有准确性,来保证预测评估主轴剩余寿命结果的准确性.以某机床集团的CAK5085型数控车床的主轴为例,对其进行剩余寿命评估.通过试验的数据和模型的计算结果进行对比,验证修正后模型的准确性、可行性.     

滚动轴承疲劳寿命及可靠性强化试验系统技术研究

本文论述了滚动轴承寿命强化试验技术(A^2BLT F^2AST)，它是解决滚动轴承寿命强化试验难题的硬件、软件、标准的总成。介绍了我中心根据此技术研制开发的ABLT型系列自动控制滚动轴承疲劳寿命及可靠性强化试验机。该成果属国内独创，达到国际先进水平。经推广应用，客户一致反映其使用效果良好。能满足各轴承生产厂加速轴承新产品开发的需求，适用于汽车、机床、冶金、纺织、石化等行业的轴承用户检测或验收，同样适合各相关科研单位用于试验分析研究。     

高速磨削电主轴可靠性加速寿命试验分析

为在短时间内获得高速磨削电主轴的寿命信息,通过加大载荷应力的方式建立起加速寿命试验模型,进行了两组恒定应力加速寿命试验。采用威布尔分布对电主轴寿命进行描述,并借助于最小二乘法对威布尔分布函数的两个参数进行估算,确定出电主轴可靠性寿命的相关指标,最终计算出基准载荷下电主轴的可靠性寿命。数据统计结果表明,电主轴的寿命服从威布尔分布,其加速模型符合逆幂律关系,从而验证了在不改变失效机理的前提下对高速磨削电主轴进行载荷应力加速寿命试验的可行性,极大地提高了产品寿命的预测效率,对电主轴生产厂商和用户均有很强的指导意义。     

铆塞加速寿命试验设计及标准探究

为了给国内厂商生产的铆塞提供产品可靠性支持,降低铆塞的测试周期和测试成本,提高国产铆塞产品的市场竞争力,根据铝钢封闭式铆塞的工作原理、工作环境以及失效形式,选择循环冲击载荷和热循环作为铆塞加速寿命试验的加速应力,结合修正Miner疲劳累积损伤理论和修正Coffin-Manson模型,假设出铆塞的加速寿命模型,设计出一套铝钢封闭式铆塞加速寿命试验。根据试验结果,总结了铝钢封闭式铆塞应力与寿命之间可能存在的关系,为铆塞可靠性提供了理论依据。     

陀螺转子轴承精度寿命试验

采用专门研制的试验机对某型号陀螺转子轴承进行了精度寿命模拟试验,观察了失效轴承零件外观,确定了轴承精度寿命的分布类型,并进行了可靠性分析。最后进行了陀螺电动机通电寿命试验,结果表明,该型轴承具有很大的使用潜力,而且由极大似然法对精度寿命模拟试验数据估计得到的可靠性寿命,较为符合陀螺转子轴承的真实寿命。     

风力发电机主轴轴承加速寿命试验研究

主轴轴承是风电机组核心零部件之一，为保障机组可靠运行，防止轴承发生早期失效，在机组正式投入使用前，需要通过轴承加速寿命试验进行验证。以典型风电机组载荷为研究对象，分析了轮毂中心各方向载荷特征和分布规律，提出一种将工况载荷简化为试验载荷的等效方法。另外，虽然加速寿命试验可以通过提高试验载荷来缩短试验时间，但载荷超过一定限值会导致轴承发生塑形变形，影响试验结果判定，因此，基于轴承应力和载荷当量计算公式，通过逆向推导方式，完成轴承加速寿命试验过程中载荷限定条件的推导，并通过加速寿命试验对上述方法的有效性进行实际验证。     

角偏移的不确定性对主轴系统中角接触球轴承疲劳寿命的影响

研究在非理想安装条件下,轴承角偏移对主轴系统中轴承疲劳寿命的影响.为实现这一目的,首先介绍多轴承-主轴系统的分析模型,提出多自由度系统模型的求解方法,并对系统模型的有效性进行验证;其次,以四轴承-主轴系统为研究对象,考虑角偏移的不确定性,假设角偏移符合正态分布,基于系统模型分析不同主轴转速条件下,不同角偏移值时轴承内滚动体的接触力分布;最后,基于寿命理论,计算各轴承的疲劳寿命.结果表明:角偏移的不确定性可导致轴承寿命的显著分散性;对于系统中的预紧轴承,无角偏移时的疲劳寿命是角偏移存在条件下疲劳寿命的上限.随着主轴转速的降低,无角偏移时的轴承寿命与存在角偏移时的轴承寿命最小值的差异变得更大.     

基于加速寿命试验的引信贮存寿命预测

引信的贮存寿命预测对提高弹药装备可靠性指标具有重要的意义。在分析某引信在自然贮存环境下的失效模式和失效机理的的基础上,建立其贮存可靠性模型,确定贮存加速模型和加速寿命试验方案,利用恒湿恒温箱进行试验,对某引信试验数据进行处理,利用威布尔分布和极大似然估计预测其贮存寿命为10.50年,该方法的采用有效提高了引信后勤保障的费效比。     

高速机床主轴轴承预紧力理论分析

预紧力的大小直接影响机床主轴动态特性,传统的定压预紧已不能满足现代高速化机床主轴的性能需要,预紧力可控成为主轴技术的重要发展方向.采用有限元法,完成了高速主轴系统温度场分析,给出了预紧力和轴承温升的对应关系,以推荐的轴承温升为控制目标,确定高速段轴承预紧力;以轴承的疲劳寿命为设计目标,获得低速段轴承预紧力.以某高速机床主轴为例,分析并计算了预紧力随转速变化的关系曲线,研究结果表明:高速机床主轴轴承预紧力理论分析方法可行,为机床主轴的预紧力控制提供了依据.     

采煤机摇臂传动系统寿命预测与优化分析

轴承和齿轮寿命是影响采煤机摇臂传动系统可靠性的关键,以MG500/1180型采煤机为对象,采用虚拟仿真分析方法研究其传动系统寿命问题。综合考虑了驱动电机的机械特性、轴承挡边间隙和摩擦、齿轮啮合侧隙及润滑油黏度等因素,运用RomaxDesign建立了包含轴、轴承、齿轮的摇臂传动系统虚拟仿真模型,以试验测得滚筒载荷为外部激励,对传动系统各零件的强度和寿命进行了分析研究,确定了影响传动系统寿命的轴承和齿轮,采用等寿命优化方法对轴承进行选型优化,采用微观几何优化方法对寿命最短齿轮进行修形,结果表明:优化后各轴承寿命基本稳定在采煤机一个检修周期内,其中最短轴承寿命由1.5×104h增至3.97×104h;齿轮最大接触应力由1045.77MPa减至1000.50MPa,寿命由1.003×105h增至7.378×105h,提高了传动系统可靠性。     

ABLT系列轴承疲劳寿命强化试验势在必行

随着人们对轴承研究的不断深入，疲劳寿命及其可靠性作为轴承最重要的性能，已引起各轴承生产单位及相关用户的广泛关注。但由于影响其疲劳寿命的因素太多，再加上轴承疲劳寿命理论仍需完善，进行寿命试验无疑成为评定这项指标的惟一有效途径。低载荷、高转速的常规寿命试验方法费时费力而且试验结果的可靠性差，ABLT型系列自动控制轴承疲劳寿命及可靠性强化试验机是我中心在轴承疲劳寿命强化试验机及试验方法的研究基础上进一步研制成功的。     

航空发动机主轴轴承寿命评定技术研究

本课题对比了国内外航空发动机主轴轴承寿命的评定工作，分析了主轴轴承的设计特点及其典型故障，分析了航空发动机主轴轴承适合外场的监控技术，提出了一套航空发动机主轴轴承的定延寿程序。该寿命评定程序，能够定量地评定轴承在规定可靠度和置信度下的使用寿命。提出的外场领先使用考核的方法，能与我国目前航空发动机定、延寿方法相吻合，可节省为轴承而专门进行试验和试车的费用。     

高速铁路轴箱轴承寿命试验机的研究

为了研究在实际使用过程中高速铁路轴箱轴承的寿命及可靠性,开发了用于该寿命及可靠性测试的试验机。介绍了试验机的主体结构,及其冷却系统、加载系统、监控系统等的主要功能。     

滚动轴承的快速疲劳寿命试验及可靠性分析

介绍６３０８轴承的常规疲劳试验与加速疲劳试验，并根据试验结果和数据的多种方法处理，探索该型轴承疲劳失效的规律。在较大的Ｐ／Ｃ下，用较短的试验时间获得轴承的特征寿命值，来推断常规条件下的轴承特征寿命值，从而能有效地利用试验数据，分析轴承的可靠性。附图１幅，表３个，参考文献８篇。     

高频轻载自润滑关节轴承加速寿命试验方法

为在短时间内获得高频轻载自润滑关节轴承的寿命信息,通过增大载荷的方式建立了加速寿命试验模型,进行了2组恒定应力加速寿命试验。采用韦布尔分布对关节轴承寿命进行描述,并借助最小二乘法对韦布尔分布函数的2个参数进行估算,确定出关节轴承可靠性寿命的相关指标,最终计算出基准载荷下关节轴承的可靠性寿命。数据统计结果表明,关节轴承的寿命服从韦布尔分布,其加速模型符合逆幂律关系,从而验证了在不改变失效机理的前提下对高频轻载自润滑关节轴承进行载荷应力加速寿命试验的可行性,极大地提高了产品寿命的预测效率。