联合载荷作用下交叉圆柱滚子转盘轴承的承载能力分析

建立了在径向、轴向和倾覆力矩联合载荷作用下交叉圆柱滚子转盘轴承的力学模型,该模型考虑了转盘轴承的游隙参数。采用Newton-Raphson法对力学模型进行了数值求解。计算了转盘轴承的安全系数和疲劳寿命两个承载能力指标,分析了转盘轴承游隙变化对转盘轴承内部载荷分布、安全系数和疲劳寿命的影响规律。结果表明:转盘轴承游隙的变化对转盘轴承内部的载荷分布和承载能力有着显著的影响。随着转盘轴承轴向游隙的增大,转盘轴承内部承担外部载荷的滚子数量逐渐减少,受载最大的滚子载荷也随之逐渐增大。在转盘轴承的轴向游隙从0 mm增大到0.24 mm的过程中,转盘轴承的承载能力安全系数下降了16%,疲劳寿命减小了26%。     

游隙对铁路客车轴箱轴承性能的影响分析

基于RomaxD esigner软件,分析了铁路客车轴箱两套圆柱滚子轴承的径向工作游隙对滚子最大接触载荷、接触载荷分配、最小油膜厚度、轴承刚度及轴承疲劳寿命的影响,得出径向工作游隙是影响轴承力学性能的关键因素。分析结果表明:在给定的工况下,当内外侧两套轴承的径向工作游隙相差较大时,会导致两套轴承的载荷分配不均匀,进而使两套轴承的疲劳寿命不均衡,故两套轴承应采用相同的原始游隙,两套轴承的径向工作游隙差值要尽可能小;随着径向工作游隙的增大,模型中受载滚子个数逐渐减小,滚子的接触载荷分配曲线类似于正弦函数;轴承内外圈滚道最小油膜厚度随径向工作游隙的增大呈现先非线性增大后非线性减小的趋势,轴承内外圈最小油膜厚度与滚子承受最大载荷呈反比;轴承刚度随径向工作游隙的减小而增大,对滚子进行对数修形可以同时提高轴承的承载能力和抵抗变形的能力。     

千吨级全地面起重机用转盘轴承的承载能力分析

六排滚子转盘轴承是千吨级全地面起重机的关键部件,主机对该转盘轴承的可靠性要求极高。转盘轴承的合理设计和正确选型是建立在对其进行系统的力学分析的基础之上的。利用转盘轴承在承受联合载荷时的变形协调条件和受力平衡条件,建立千吨级全地面起重机用六排滚子转盘轴承的力学模型,通过与有限元模型计算结果的比较,验证所建立的力学模型的正确性。结果表明:转盘轴承上部两排滚子的载荷显著大于下部两排滚子的载荷。随着转盘轴承轴向游隙的增大,转盘轴承内部承担外部载荷的滚子数量逐渐减少,受载最大的滚子载荷也随之逐渐增大,这一趋势在游隙增大的初期更加明显。在转盘轴承的轴向游隙从0 mm增大到0.28 mm的过程中,转盘轴承的承载能力安全系数先是随之快速下降,然后再缓慢下降。当轴向游隙为0 mm时转盘轴承的安全系数是2.66;然而,当轴向游隙增加到0.28 mm时,转盘轴承的安全系数下降了42%。     

双列调心凹面滚子轴承接触载荷分析

在考虑滚子与套圈、滚子与保持架以及保持架与引导套圈作用力的条件下,建立双列调心凹面滚子轴承动力学模型。以某双列调心凹面滚子轴承为研究对象,与静力学分析模型滚子最大接触载荷计算结果对比,验证了模型的正确性。并分析了工况条件(轴向载荷、径向载荷、倾覆力矩、转速)和结构参数(滚子数量、滚子长度、径向游隙)对滚子最大接触载荷的影响,结果表明:随轴向载荷增大,一列滚子受力增大,另一列滚子受力减小;随径向载荷增大,滚子最大接触载荷增大;随倾覆力矩增大,2列滚子接触载荷几乎不变;随转速增大,滚子最大接触载荷增大;随滚子数量增多和滚子长度增加,滚子最大接触载荷减小;随径向游隙增大,滚子最大接触载荷呈先减小后增大趋势。     

基于有限元的调心滚子轴承接触应力和疲劳寿命分析

建立调心滚子轴承接触有限元分析模型,计算其接触应力,研究游隙和接触角对应力分布的影响,分析轴承的疲劳寿命。结果表明:套圈滚道的最大接触应力在最下端滚子与滚道的接触面上,并沿套圈圆周方向逐渐减小;游隙为正的轴承最大接触应力随游隙的增大而增大,游隙为负的轴承最大接触应力随游隙的变化不稳定;轴承的疲劳点首先出现在最下端滚子与套圈的接触处,内圈的疲劳破坏程度远大于外圈,内圈首先产生疲劳失效;随着材料残余压应力的增大,调心滚子轴承的对数疲劳寿命呈近线性状增长,且残余应力深度越大寿命越长。     

基于有限长接触的风电机组主轴承接触应力分析

在建立双列球面滚子轴承力学计算模型的基础上,基于有限长接触理论分析滚道与滚子之间的接触,通过迭代求解轴承最大接触应力。以某双馈风电机组主轴承为研究对象,将计算模型与商业软件得到的轴承最大接触应力对比,误差在允许的范围之内,验证了计算模型的正确性。并分析了滚子球面半径、径向游隙、轴向载荷及径向载荷对轴承最大接触应力的影响,结果表明:随滚子球面半径增大,最大接触应力减小;随径向游隙增大,轴承最大接触应力增大;随轴向载荷增大,最大接触应力先增大后减小再迅速增大;随径向载荷增大,最大接触应力增大。     

基于Romax的铁路客车轴箱圆柱滚子轴承接触状态分析

基于Romax计算方法,分析了在给定工况条件下两套轴承运行游隙不同时,铁路客车轴箱圆柱滚子轴承滚子与内外滚道的接触载荷分布情况、滚子不同修形方式接触应力对比分析情况及对数修形滚子的接触应力曲线分析情况。分析结果表明,在给定工况条件下,铁路客车轴箱及轮轴变形会引起两个轴承径向接触载荷分布的不均匀性;随着游隙的增大,承载滚子数量逐渐减少,而最大接触力逐渐增大;对数曲线修形滚子在该工况下具有更好的承载能力。     

游隙对交叉圆柱滚子转盘轴承载荷分布的影响

游隙是影响滚动轴承性能的一个重要参数。研究了游隙对交叉圆柱滚子转盘轴承载荷分布的影响规律。首先,建立轴承载荷分布的计算模型并得到一组平衡方程,然后采用Newton-Raphson法计算某型号轴承在联合载荷作用下,不同游隙值时两个接触对的载荷分布情况,分析游隙对滚动体最大接触载荷的影响规律。结果表明,随着轴承游隙的减小,承担载荷的滚动体数目逐渐增多,且滚动体载荷分布趋向均匀化。轴承最大接触载荷随着游隙的减小,先减小后增大。当游隙在负游隙一侧取值时,有利于提高轴承的承载能力。     

交叉圆柱滚子转盘轴承的滚子偏载分析及修形

针对联合载荷作用下交叉圆柱滚子转盘轴承的滚子与滚道之间接触应力分布的"偏载效应"和"边缘效应"问题,提出在轴承游隙合理取值的前提下,通过对滚子的修形设计来改善滚子滚道接触状况的有效方法。对轴承的整体力学系统进行建模和求解计算,采用有限长线接触理论研究轴承游隙对滚子偏载的影响。在合理轴承游隙下,研究滚子在不同凸度量时滚子与滚道之间的接触应力分布情况。研究结果表明:滚子偏载后接触应力沿接触线呈现不对称分布,重载端压力增大而轻载端压力减小,并且这一趋势随着轴承游隙值的增大而趋于显著。通过对滚子的适当修形可以改善"偏载效应",并消除"边缘效应"。滚子的凸度量越大,效果越显著,但滚子载荷有向滚子中部集中的趋势。在综合考虑这些影响的基础上确定出联合载荷作用下的交叉圆柱滚子转盘轴承的滚子最佳修形参数。     

轴向游隙对圆锥滚子轴承应力分布的影响

针对轴向游隙对圆锥滚子轴承接触应力及其应力区域的变化情况的影响,基于ABAQUS建立了圆锥滚子轴承的有限元模型,计算了圆锥滚子轴承在径向载荷作用下最大受力滚子滚道母线上的应力分布值,并与基于Hertz理论的切片法做出对比,两者的计算结果具有较好的一致性.在整体分析的基础之上,调整圆锥滚子轴承的正负轴向游隙,分析了在轴向游隙变化的情况下圆锥滚子轴承最大应力和接触区域的变化,结果显示圆锥滚子轴承的最大接触应力会在较小的负游隙的情况下出现最小值,从而为下一步研究圆锥滚子轴承的疲劳寿命和结构优化提供依据.     

大兆瓦风电主轴双列圆锥滚子轴承的承载接触机理

在风力发电机组弹性接触承载数值分析平台的基础上,建立了风电主轴双列圆锥滚子轴承的全尺寸接触模型,并用于研究给定工况下的3MW风电主轴轴承承载接触机理.在径向载荷条件下,比较了风电轴承接触载荷有限元结果与赫兹理论计算结果,从而验证了数值模型分析的合理性;在此模型的基础上,研究了倾覆力矩对风电轴承接触载荷分布的影响规律以及极限工况下的轴承接触载荷与变形分布;最后,分析了轴承轴向游隙变化对轴承承载接触载荷的影响.通过研究发现,给定工况条件下,轴向游隙负向增大时,最大接触载荷变大,轴向游隙正向增大时,受载的滚子变少,轴承最大接触载荷不断增大.风电主轴双列圆锥滚子轴承承载接触机理研究可为大兆瓦风电轴承柔性设计技术提供理论依据.     

滚动轴承-双转子系统动态性能分析

在高速圆柱滚子轴承拟动力学分析的基础上,利用整体传递矩阵法对滚动轴承-多转子系统的动态性能进行了分析,并开发了相应的分析软件,在此基础上,对高速圆柱滚子轴承径向游隙与整个系统动态特性的关系进行了研究。结果表明:圆柱滚子轴承的径向游隙直接影响着滚动轴承-双转子系统的稳定性。     

制造与装配误差对圆柱滚子轴承接触应力的影响

在ABAQUS中建立了某型号圆柱滚子轴承在120 k N径向力作用下的静力学有限元模型,并用赫兹弹性接触理论验证了模型的正确性。首先采用有限元方法分析了轴承在无误差时的接触应力分布,接着分析了轴承存在游隙、滚子直径等制造误差和内外圈相对偏转等装配误差时轴承接触应力的分布规律和最大接触应力的变化趋势。分析结果表明,轴承在较小的负游隙时接触应力值较小;滚子直径偏离公称尺寸过大或过小都会引起接触应力异常增大;内外圈不同的相对偏转方式对接触应力产生的影响不同,研究结果对于通过提高制造质量以提升轴承的服役性能具有一定的指导意义。     

加速工况下高速圆柱滚子轴承打滑分析

针对高速轻载圆柱滚子轴承打滑问题,在考虑轴承涡动、径向游隙变化和内圈加速工况基础上,建立了高速轻载圆柱滚子轴承运动学和动力学模型,研究了有无涡动、不同径向载荷、内圈加速度和径向游隙等因素对圆柱滚子轴承打滑特性的影响。研究结果表明:在轴承加速过程中,保持架转速、打滑率和油膜厚度均随时间呈上升趋势,但当涡动存在时会使保持架转速、打滑率和油膜厚度在上升过程中出现抖动;增大径向载荷和径向游隙有利于减小保持架的打滑率。     

高速圆柱滚子轴承非线性刚度分析

在航空发动机高速圆柱滚子轴承拟静力学分析基础上，建立基于轴承径向游隙的高速圆柱滚子轴承非线性刚度计算模型，分析了轴承内、外圈转速对高速圆柱滚子轴承工作径向游隙影响的关系，并对高速圆柱滚子轴承非线性刚度特性进行了研究，最后就某型号航空发动机主轴高速圆柱滚子轴承进行了实例计算与分析，得出在满足主机支承刚度条件下的合理高速圆柱滚子轴承工作径向游隙使用范围。     

RV减速器用新型交错滚子主轴承承载能力分析与试验研究

以一种集成于RV减速器针齿壳和行星架输出机构的交错滚子主轴承为研究对象,综合考虑其在轴向载荷、径向载荷和倾覆力矩综合作用下的变形协调条件,建立新型交错滚子主轴承的静力学模型,给出了新型一体式设计的交错滚子主轴承承载能力的精确计算方法,通过与有限元模型计算结果进行比较,验证了静力学模型的正确性;针对RV减速器主轴承的服役工况,综合考虑轴向游隙与径向游隙,分析了交错滚子轴承的载荷分布与承载能力特性,分析结果表明外加载荷下轴向游隙对许用倾覆力矩影响较大,而径向游隙对许用径向载荷影响较大;试制一体化交错滚子轴承支撑结构的新型RV减速器,对其性能指标进行了试验测试,试验结果表明,采用交错滚子主轴承结构的新型RV减速器在承受扭矩输出的同时,亦可承受较大的轴向载荷和倾覆力矩,且更有利于提升减速器的精度保持性,降低扭转刚度和回差的衰减.研究成果可为RV减速器的选型与设计提供理论基础.     

径向游隙对圆柱滚子轴承径向刚度的影响

通过Palmgren公式推导出轴承内外圈相对径向位移与径向游隙的关系,得出圆柱滚子轴承在不同径向游隙下径向刚度的计算方法,并分析了径向游隙对轴承径向刚度的影响。结果表明:随着径向游隙在一定范围内减小,滚子所受载荷分布更加均匀,承载滚子数量变多,滚子最大载荷减小,由径向载荷引起的内外圈相对径向位移减小,轴承径向刚度增加。     

风电机组球面滚子轴承的参数化研究与仿真分析

针对双列球面滚子轴承出现滚道异常磨损的问题,对风力发电机组主轴承游隙、轴承滚子密合度、轴承滚子修型和轴承跨距进行了研究。根据不同轴承参数对轴承滚子接触状态的影响,提出了改善滚子接触状态的有效方法,避免了滚子在使用过程中出现应力集中的现象;利用Romax软件建立了三维主轴传动链模型,并对轴承滚子接触状态进行了分析。研究结果表明:轴承游隙对轴承滚道接触应力影响较小;可通过降低轴承滚子的密合度或对滚子进行修型,避免因轴承滚子边缘应力集中导致轴承滚道出现异常磨损的情况;降低轴承滚子密合度或对轴承滚子进行修型会增加轴承滚子的接触应力;轴承跨距对轴承接触应力有较大的影响,跨距越短,轴承滚子接触应力越大,滚子应力集中现象越严重。     

基于正交试验的圆柱滚子轴承结构优化

针对航发主轴轴承在高速轻载下存在的打滑问题,在构建某航发圆柱滚子轴承仿真模型的基础上,研究了滚子数、滚子长度、初始径向游隙、保持架引导间隙等结构参数对轴承打滑和疲劳寿命的影响规律.结果表明,增加滚子数和保持架引导间隙,减小滚子长度和初始径向游隙,可以有效降低轴承打滑率.采用正交设计方法,得到滚子数、滚子长度、初始径向游...     

游隙对单排四点接触球转盘轴承载荷分布的影响

游隙是影响滚动轴承性能的一个重要参数。研究了游隙对单排四点接触球转盘轴承载荷分布的影响规律。首先,建立轴承的静力模型并得到一组平衡方程;然后,以两套具有不同几何参数及外部载荷的轴承为例,利用静力模型计算了轴承的载荷分布。结果表明:随着游隙的增大,承担载荷的滚动体数目逐渐减少,受载最大的滚动体载荷也逐渐增大。当游隙往小处取值时,有利于提高轴承的承载能力。