轴承用球三点接触纯滚动接触疲劳寿命试验机

介绍了一种新型的轴承用球三点接触式纯滚动疲劳寿命试验机。试验机主要包括驱动装置、从动装置和加载装置3部分,附加装置中的热电偶、加速度传感器和计数器分别测量温度、振动和转动圈数。被测试样球仅在同一最大圆截面上受到3次非等间隔但等强度的循环接触载荷作用,并沿此圆周作纯滚动,试样球的最大转速为23 000 r/min,最大赫兹接触应力可达7 GPa。该试验机可用于评定各种材料轴承用球的滚动接触疲劳性能。     

氮化硅陶瓷球显微结构与滚动接触疲劳性能

利用扫描电子显微技术分析了4种氮化硅陶瓷球的显微结构，用新研制的三点接触纯滚动加速疲劳试验机，试验研究了4种陶瓷球的接触疲劳性能，并对疲劳球表面进行了显微观察。研究表明，相同试验工况下，不同的显微结构，其韧性、强度、寿命和温升明显不同。细小致密的等轴状晶粒、玻璃相少的陶瓷球的滚动接触疲劳性能优于长针状晶粒、玻璃相多的陶瓷球。     

点接触纯滚动被试轴承球润滑性能研究

润滑工况是滚动接触疲劳寿命的主要影响因素之一,而润滑剂、接触形式等因素都对润滑状态有所影响。采用新研制的三点接触纯滚动轴承球加速疲劳试验机,研究了被试球钢球和陶瓷球在润滑油N32润滑下的润滑性能,并计算了最小油膜厚度及润滑膜参数,分析了润滑状态。结果表明,所用的润滑油N32是合适的,被测试的钢球和陶瓷球工作在弹性流体动力润滑(EHL)状态。分析结果为钢球和陶瓷球的对比滚动接触疲劳性能试验提供了理论基础。     

陶瓷球和钢球接触疲劳寿命对比试验

陶瓷球的滚动接触疲劳寿命是评价陶瓷球能否用于滚动轴承的重要依据，为了确保陶瓷球的可靠性，最大限度地延长其使用寿命，利用新研制的三点接触纯滚动加速疲劳试验机对陶瓷球和钢球进行了对比试验。结果表明，与GCr15钢球相比，氮化硅陶瓷球的温升明显低于钢球；额定寿命低于钢球，中值寿命与特征寿命优于钢球。     

滚动接触疲劳试验机的研究现状

滚动接触疲劳试验机主要用于研究材料在模拟工况条件下的接触疲劳性能。本文就国内外已经实际应用的滚动接触疲劳试验机的现状及接触疲劳试验基本工作原理加以介绍,并就滚动接触疲劳试验机的发展方向作了探讨。     

纯滚动状态下氮化硅陶瓷球临界应力分析

氮化硅陶瓷球临界应力在很大程度上决定其滚动接触疲劳和磨损寿命.由于陶瓷材料的抗拉能力较弱,所以设想其滚动接触疲劳失效的临界应力为最大主拉应力.应用弹性接触力学和赫兹理论分析纯滚动条件下陶瓷球表面层接触应力,得到表面层最大主拉应力.针对理论计算值,设计相应的纯滚动接触疲劳实验.分析表明,理论值与实验结果趋于一致,从而证实最大主拉应力为氮化硅陶瓷球滚动接触疲劳失效的临界应力.计算结果为陶瓷球的滚动接触疲劳寿命分析提供理论基础.     

超硬涂层材料滚动接触疲劳试验机的研制

在总结分析目前国内外表面超硬涂层零件接触疲劳失效行为评估技术的基础上，依据超硬涂层零件接触疲劳失效机制模型，自主研制了一种超硬涂层材料滚动接触疲劳试验机。介绍了该试验机的设计原理和特殊功能，采用该试验机对51306纳米超硬材料涂层轴承滚动接触疲劳失效行为进行了试验评定。试验证明所研制的超硬涂层材料滚动接触疲劳试验机智能检测控制系统能够动态探测诊断涂层轴承表面初始疲劳裂纹并实现急停，可捕捉试验轴承表面疲劳初始状态，为超硬涂层零件接触疲劳失效机制分析提供可靠的试验依据。     

氮化硅混合陶瓷球轴承滚动接触疲劳性能

介绍了氮化硅陶瓷球及氮化硅混合球轴承滚动接触疲劳性能的典型试验方法，分析了氮化硅混合球轴承的滚动接触疲劳性能及其影响因素，探讨了氮化硅混合陶瓷球轴承滚动接触疲劳寿命的估计方法。     

在重载荷接触下喷气发动机燃料的工作特性

对在有JP-8＋100喷气发动机燃料和Mil-L-23699涡轮喷气发动机油的情况下工作的钢和陶瓷（氮化硅）材料的摩擦系数、轴承性能（即力矩产生和温升）及滚动接触疲劳进行了试验。使用球对盘试验机,测量在不同载荷和滑滚比下,用JP-8＋100喷气发动机燃料润滑时,运转的钢球对钢盘的摩擦系数。结果表明,在这个试验设想的条件下,燃料提供极低的摩擦系数。使用三球对拉杆滚动接触疲劳试验机测定材料（即氮化硅和钢材）和润滑油不同组合的疲劳寿命。像期盼的那样,Weibull分析表明在有喷气发动机燃料情况下运转的滚动疲劳寿命小于油润滑接触的。也设计、研制了轴承试验机,并用其获得在喷气发动机燃料和油中运转的轴承的摩擦（力矩）和温度性能。轴承试验结果表明燃料比油产生的力矩和温升低。     

润滑油添加剂对轴承钢球滚动接触疲劳寿命的影响

利用自制的球—棒疲劳试验机研究了4种添加剂对GCrl5钢球接触疲劳性能的影响，并借助于扫描电镜分析了不同添加剂对钢球接触疲劳的作用机理。结果表明，4种添加剂都不同程度地提高了GCrl5钢球的接触疲劳寿命，其中以含磷的极压添加剂T305和含有活性基团的降凝剂仍旧效果为佳。     

超硬涂层零件滚动接触疲劳加速实验方法研究

提出了一种新的加速超硬涂层零件滚动接触疲劳失效的实验方法,并给出了机制模型及机制分析;采用该方法,在超硬涂层材料滚动接触疲劳实验机上,对纳米超硬材料涂层轴承滚动接触疲劳失效行为开展了加速疲劳实验和常规疲劳实验的对比实验研究。实验结果表明:该方法能取得与常规疲劳实验方法疲劳行为相同的实验结果;加速疲劳实验加速比约为3,加速疲劳实验方法十分有效地节省了疲劳实验中消耗的时间。该方法是一个适应于评价超硬涂层零件滚动接触疲劳性能及研究其失效机制的新方法。     

高碳贝氏体轴承钢滚动接触疲劳性能的研究

以GCr15Si1Mo贝氏体轴承钢为研究对象,在油润滑条件和无润滑条件下,对不同初始碳化物体积分数的试样进行滚动接触疲劳试验,采用扫描电镜观察试验前后试样的表面形貌和碳化物分布,并通过Weibull曲线确定试样滚动接触疲劳性能的优劣性。结果表明,在无润滑条件下,碳化物体积分数为1.9%的试样滚动接触疲劳性能优于碳化物体积分数为5.1%的试样。在油润滑条件下,贝氏体轴承钢的滚动接触疲劳性能的优劣性依次为：无初始碳化物试样、碳化物体积分数为5.1%试样、碳化物体积分数为1.9%试样。碳化物作为基体的硬质相,很容易成为疲劳源,无初始碳化物的贝氏体轴承钢的滚动接触疲劳性能优于有碳化物的贝氏体轴承钢;碳化物脱落后的凹坑增大了润滑油和试样表面的粘着力,有利于增加油膜厚度,从而提高滚动接触疲劳寿命。     

滚动轴承疲劳破坏机理和疲劳寿命模型综述

延长轴承疲劳寿命,尤其是滚动轴承的接触疲劳寿命.一直是轴承工作者十分重视的研究课题.本文概括了滚动轴承接触疲劳破坏机理的主要形式和形成原因,总结了不同阶段的滚动轴承接触疲劳寿命计算公式,分析了不同滚动轴承接触疲劳寿命模型的区别.介绍了表面涂层的摩擦学性能在滚动轴承中的应用.     

超硬涂层轴承的滚动接触疲劳试验

介绍了超硬涂层轴承滚动接触疲劳试验机的原理及功能,并对表面涂层的51306型轴承滚动接触疲劳失效进行了试验分析。通过对影响涂层接触疲劳破坏的几个重要参数的动态检测与控制,试验成功捕捉到了超硬涂层轴承表面疲劳裂纹的初始形态,分析了涂层轴承接触疲劳失效机理,为涂层轴承疲劳寿命评估提供了依据。     

Rolling contact fatigue performance of detonation gun coated elements

Rolling contact fatigue performance of thermal spray coatings has been investigated using an experimental approach. A modified four ball machine which simulates a rolling element bearing was used to examine the coating performance and failure modes in a conventional steel ball bearing and hybrid ceramic bearing configurations. Tungsten carbide (WC-15% Co) and aluminium oxide (Al₂O₃) were thermally sprayed using a super D-Gun (SDG2040) on M-50 bearing steel substrate in the geometrical shape of a cone. A coated cone replaced the upper ball that contacts with three lower balls. The rolling contact fatigue (RCF) tests were performed under immersed lubricated conditions using two different lubricants. Fatigue failure modes were observed using a scanning electron microscope. Microhardness measurements of the coating and the substrate and elastohydrodynamic fluid film thickness results are included. The results show the requirement for significant optimization of the coating before use in rolling element bearing applications. The coating was fractured in a delamination mode. Test results show an optimization in coating process is required before these coatings can be used for rolling contact applications. WC-Co coatings perform better than Al₂O₃ coatings in rolling contact.     

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。