转速波动工况滚动轴承打滑动力学特性分析

滚动轴承实际运转过程中经常存在的转速波动现象,对滚动轴承的运行状态产生重要影响。基于Hertz接触理论和变形-位移相容条件建立滚动体与套圈的相互作用模型,采用非线性弹簧模拟滚动体与保持架间的相互作用,建立了转速波动工况下滚动轴承打滑动力学模型。通过与实验测试结果的对比,验证了所提出的动力学模型的正确性,并在此基础上分析了转速波动对滚动轴承打滑的影响及不同转速波动幅值、频率下滚动轴承的打滑特性。结果表明:轴承转速波动会造成保持架转速出现波动,导致轴承出现打滑,且滑动主要出现在滚动体与内圈之间;转速波动幅值对轴承打滑影响较大而频率影响较小。     

变速运转球轴承保持架的动态性能仿真分析

某型号特种电动机在工作状态下需反复在极短的时间内完成加速、减速或过零运转,该工况下轴承的运转状态恶劣,保持架的动态性能复杂。通过建立变速运转轴承仿真模型,分析对比了匀速和变速运转条件下轴承的保持架受力、打滑率以及保持架质心运动轨迹。结果表明:与匀速运动轴承相比,变速运转轴承的保持架受到的瞬间碰撞力更大,保持架运转轨迹相对紊乱;变速运转轴承在转速换向后,钢球在沟道内会出现严重打滑现象,引起保持架打滑率、保持架与钢球以及引导套圈的作用力急剧增大。     

变工况下风电齿轮箱轴承动力学特性研究

轴承是风电机组齿轮箱的核心零部件，具有高转速、且转速和载荷随风速不断变化的特点，这些特点影响着轴承的动力学特性。本文针对风速变化引起的风电齿轮箱轴承动力学问题，建立了考虑轴承刚柔耦合的动力学模型，开展了变工况下轴承动力学特性研究，获得变速、变载条件下轴承保持架运动、应力等动态性能的变化规律。结果表明：转速和载荷的波动均会影响轴承保持架应力状态及其位移；转速和载荷的突然波动使保持架应力和位移增加。本文的研究为风电齿轮箱轴承动力学特性研究提供了数据支持。     

简谐转速波动工况下滚动轴承保持架动态特性分析

转速波动会恶化滚动轴承内部接触状态,对保持架的动态特性产生重要影响。针对滚动轴承转速周期性波动的特点,将其简化为简谐波动,以圆柱滚子轴承NU306为研究对象,建立了轴承塑性材料柔性接触的非线性动态有限元仿真模型,采用显式LS-DYNA对其在不同转速波动频率和不同转速波动幅度工况下的运行过程进行了动态仿真,获得了圆柱滚子轴承在简谐转速波动下的保持架角速度曲线以及滚子与保持架接触力曲线,分析了不同转速波动频率和波动幅度对保持架动态特性的影响。研究结果表明,保持架角速度曲线的波动周期主要由内圈转速的波动周期决定,且转速波动频率愈大,进出承载区滚子与保持架之间的碰撞次数越多;转速波动幅度愈大,保持架角速度曲线的最大转速值越大,最小转速值越小,平均转速值变化不大,从而保持架角速度曲线的波动范围会明显增大。仿真结果与实验结果吻合良好,验证了所建立有限元模型的正确性。     

被动自锁轴承动态特性分析

通过对被动自锁轴承运动状态的分析,推导出了自锁轴承稳定运转应满足的条件,确立了在匀速转动的动平衡状态自锁轴承的传递效率为96％,以及在该状态下输出扭矩和转速、弹簧力之间的关系;则不稳定的摩擦状态作了分析。附图5幅。     

基于Fluent—BP神经网络的液体动静压轴承热特性分析

针对液体动静压轴承运转发热复杂的问题,应用Fluent软件对液体动静压轴承进行CFD仿真分析,获得不同输入状态下的油膜温度场分布以及轴承运转时的平均温度和最高温度。并在此基础上通过正交试验将Fluent仿真与BP神经网络相结合,实现对任意输入参数下轴承工作温度的预测,并对转速与供油压力以及供油压力与供油温度的综合作用效果进行分析。结果表明,主轴转速对轴承作用的效果比较显著,当轴承在高转速状态下运行时,需要提供高的供油压力来保证轴承的正常运转;当供油压力下降和供油温度上升同时出现时,轴承运转温度骤升,必须谨慎对待。利用BP神经网络的泛化功能,以少量的样本,可得到均匀全面的网络训练样本点,从而能快捷有效地实现对液体动静压轴承的热特性分析。     

基于投影几何法的虎克万向节轴承的运动特性分析

通过对虎克万向节运动特性的分析,利用空间坐标变换法及空间投影几何法,建立虎克万向节轴承的瞬时转角方程,并建立轴承瞬时转速分析的数值方法,分析轴承的瞬时转速及瞬时转角与轴间夹角之间的关系;采用运动仿真法验证了分析结果的正确性。分析结果表明：主动叉头的轴承瞬时转速与从动轴承的瞬时转速并不相等,主动轴承的瞬时转速的波动大于从动轴承的瞬时转速的波动。研究结果为分析虎克万向节轴承的摩擦、磨损及润滑状态提供依据。     

机器人用薄壁角接触球轴承动态特性分析

机器人用薄壁角接触球轴承壁薄,易于发生较大形变。采用LS-DYNA软件建立了该轴承模型,进行轴承动态特性研究。研究发现,该轴承运转过程中,钢球组稳定运转但时而伴随有较大的速度波动和应力冲击;径向载荷承载区域及最大应力的变化总体都呈现先增加后减小,最终趋于稳定;钢球和内外滚道处的最大应力值及出现的位置一直处于动态变化,并非一直位于径向载荷指向的最下部,整体应力分布沿径载方向最下部处向两边呈波动递减的趋势。对轴承在不同转速、轴向载荷、径向载荷下的振动情况分析,应控制轴承的轴向载荷不超过2500N,径向载荷不超过轴向载荷的两倍,转速不应超过16r/s。     

直升机自动倾斜器大轴承耐久性试验机研制

自动倾斜器轴承试验机可真实地模拟大轴承在直升机上的运转和承载状态,由转速控制系统、液压加载系统和数据采集系统等构成,实现了大轴承在不同飞行状态下转速和受载的自动切换,即扫谱功能。通过合理的硬件设计和软件开发,其自动化程度高,高度集成,界面友好,运行稳定,为自动倾斜器大轴承疲劳试验数据的准确性和可靠性提供了保证。     

基于RecurDyn的圆锥滚子轴承打滑特性研究

打滑一直是造成轴承提前失效的重要因素,针对圆锥滚子轴承的打滑现象,分析了圆锥滚子轴承运转过程中的运动学关系,进行了轴承内部元件间的作用力分析,编写了轴承内部元件间作用力子程序,并结合动力学仿真软件RecurDyn建立了轴承的动力学仿真模型,研究了轴承在运转过程中轴承转速、轴向载荷等工况条件对轴承打滑特性的影响。研究结果表明:轴承打滑率随轴承转速地增加而变大;随轴向、径向载荷地增大而变小,适当地增加轴向或径向载荷有利于降低轴承的打滑率。     

大间隙环流中轴承支承的单质量转子系统特征值分析

建立了大间隙环流中动压滑动轴承支承的单质量转子系统运动方程和特征方程，分析了系统参数对特征值的影响。结果表明，动压滑动轴承特性系数（如刚度和阻尼系数）、大间隙环流特性参数（如流体动力质量、壁面摩擦因数和无量纲间隙比）以及单质量转子系统参数（如系统固有频率）对系统特征值有不同程度的影响。结果表明：随着表征轴承刚度特性的ω1的增大，失稳转速增加，最终γ趋近于2，即相当于Jeffcott转子系统，同时临界转速也随之提高；随着表征轴承阻尼特性ζ的增大，失稳转速不变，临界转速提高；随着表征大间隙环流特性的流体动力质量α的增大，失稳转速不变，临界转速下降；随着表征大间隙环流特性的壁面摩擦因数和无量纲间隙比值β的增大，失稳转速和临界转速均不发生变化：随着表征单质量转子特性的固有频率ω0的增大．失稳转速下降．临界转速降低．     

轴承参数对平行转子—轴承系统动力特性的影响

在齿轮耦合的转子-轴承系统中,影响系统动力特性的因素很多,只研究了轴承组合形式、间隙比及宽径比对系统失稳转速、涡动比、临界转速及其分布以及系统阻尼特性的影响.发现在该系统中,存在着系统稳定运行的薄弱环节,当轴承组合形式、间隙比及宽径比产生变化时,系统的失稳转速也将产生变化,并表现出不同的阻尼特性.提出了用最小对数衰减率衡量系统跨越临界转速的能力,用涡动比判断哪个子系统首先失稳.     

Influence of Particles on the Loading Capacity and the Temperature Rise of Water Film in Ultra-high Speed Hybrid Bearing

Ultra-high speed machining technology enables high efficiency, high precision and high integrity of machined surface. Previous researches of hybrid bearing rarely consider influences of solid particles...     

Thermally Activated Seizure of Angular Contact Bearings

Equations have been developed relating friction-power to bearing element temperatures for the particular case of prelubricated or lightly lubricated ball bearings. An expression is derived for the change in relative dimensions of an angular contact bearing, as determined by the temperature gradient across the bearing. A second expression is found for the accommodation of the bearing to expansion, this accommodation resulting from elastic deformation and changes in contact angles. A comparison of these relationships reveals that unstable operating conditions may occur and lead to sudden uncontrollable increases in contact loads. These regions of unstable operation may occur as a result of lubricant degradation or bearing wear, as well as combinations of operating speed and housing dimensions.     

高速滚动轴承的动力学分析

在高速轻载的工况条件下，打滑引起的接触表面损坏（如打滑切伤或擦伤）已成为高速滚动轴承的主要失效原因。本文根据牛顿运动定律，建立了滚动轴承动力学模型，分析了轴承元件间的相互作用和滚动轴承的有关动力学特性。利用本文所编制的软件，对滚子的公转和自转转速及保持架转速进行了动态模拟，分析了滚子和保持架的打滑，得到了与实际相符的结果     

低速重载工况下连杆小头轴承变形与润滑耦合分析

连杆小头轴承是内燃机中的关键摩擦副,在低速重载工况下容易发生变形和咬合失效,是影响重型卡车发动机可靠性的重要原因。为揭示低速重载工况下连杆小头轴承的性能,以某6缸柴油机连杆小头轴承为分析对象,考虑连杆小头轴承和活塞销孔轴承对活塞销的摩擦转矩,建立柴油机活塞-连杆-曲轴摩擦动力学模型,在此基础上耦合连杆小头轴承的瞬时弹性变形,对比分析轴承变形对连杆小头轴承润滑性能的影响。研究结果表明：在低速重载工况下,忽略轴承变形可能会使预测的活塞销旋转方向相反;连杆小头轴承在吸气冲程受拉会产生严重变形,并且导致轴承与活塞销间润滑性能下降。     

Lubrication characteristics analysis of slipper bearing in axial piston pump considering thermal effect

In this study, the lubrication characteristics of a slipper bearing for axial piston pump considering oil thermal effect have been investigated. A mathematical model is developed to predict the film thickness and temperature on the slipper/swash plate interface under different operating conditions. Based on the mathematical model, a parametric study is conducted to evaluate the slipper lubrication performance. It is found that the slipper is characterised by an unstable behaviour and the behaviour is enhanced by lower pressure and higher rotational speed. As the film temperature increases rapidly due to high shaft speed and piston chamber pressure, the overall result is a rather low decline in the film thickness. The leakage flow rate increases with increasing speed or oil film thickness. The structure parameter can be optimised to obtain satisfactory slipper performance. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

滚动轴承打滑蹭伤试验研究

基于高速滚动轴承试验机对滚动轴承打滑蹭伤展开试验研究,获得不同工况参数下滚动轴承打滑蹭伤的临界转速;研究滚动轴承在打滑蹭伤临界转速下不同运行时间对滚动轴承磨损程度的影响,以及滚动轴承打滑蹭伤后,继续以更高转速运行对滚动轴承磨损程度的影响。结果表明:滚动轴承发生打滑蹭伤瞬间伴随着摩擦扭矩、温度及振动加速度的同步突增,且其在润滑不充分及轻载工况下出现打滑蹭伤时的临界转速更低;滚动轴承在打滑蹭伤临界转速下运转时间越长,磨损越严重,这可能是由于打滑蹭伤破坏滚动轴承表面光洁度,使摩擦因数增大从而导致磨损速度加快;滚动轴承打滑蹭伤后,继续以更高转速运转时易出现二次淬火烧伤,大大降低轴承使用寿命。     

GCr15及G20CrNi2Mo轴承钢高温润滑条件下摩擦磨损性能

为了探究轴承钢在高温润滑条件下的摩擦磨损性能,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、洛氏硬度计等对GCr15高碳轴承钢和G20CrNi2Mo渗碳轴承钢组织、物相及硬度进行了表征,利用QG-700型气氛高温摩擦磨损试验机研究轴承钢材料不同条件下的高温润滑摩擦磨损性能,并分析其磨损机制.结果表明:2种轴承钢...     

径向螺旋槽空气轴承起飞速度与承载能力试验研究

起飞转速是空气轴承的重要性能指标。以螺旋槽空气轴承为研究对象,运用摄动法求解等温可压缩条件下螺旋槽气体润滑轴承压力分布的微分方程,得到空气轴承压力分布及承载力等特性;以最大承载力为目标,计算螺旋槽空气轴承的结构参数,并对设计的空气轴承进行试验,探究其不同载荷下的起飞速度。试验结果表明：空载状态下,转速约为1 200 r/min时空气轴承的转子与轴承套脱离接触,达到起飞速度;螺旋槽空气轴承的起飞速度与起飞转矩均随着的载荷的增加而逐渐升高,随着转速的升高,轴承的承载能力也越来越大。研究表明所设计的螺旋槽空气轴承具有良好的性能,为后续螺旋槽轴承设计优化及实际应用提供了理论与实践基础。