ANSYS在高速轴承保持架模态分析中的应用

在航空发动机等高速运转的机械中,保持架的断裂是轴承失效的重要原因之一,保持架的失效又和保持架的频率有关。对保持架的模态进行了分析,包括保持架兜孔数变化对轴承固有频率的影响,为避免保持架共振提供了理论依据,为高速轴承保持架的设计提供了参考。     

滚动轴承保持架引导方式及典型案例

对滚动轴承保持架引导方式及其适用工况作了概要介绍,凝练了保持架引导方式的一般选用准则,重点对高速轴承中保持架引导方式的关键控制要素进行了阐述,给出了保持架引导面失效的解决对策,列举了不同保持架引导方式以及不同线膨胀系数材料保持架引导间隙设计等典型案例,形成了有关保持架引导方式的系统化知识。     

椭圆兜孔对高速球轴承保持架动态性能的影响分析

针对高速角接触球轴承保持架常出现断裂等提前失效,根据高速球轴承中球和保持架兜孔的几何位置以及相对速度,分析了二者之间的相互作用关系,建立了椭圆兜孔保持架的动力学仿真计算模型,用Gupta的实验结果验证了方法的可靠性。以某高速角接触球轴承为例,研究了轴承保持架椭圆兜孔对保持架兜孔冲击力以及保持架稳定性的影响,结果表明轴承保持架兜孔设计为椭圆兜孔有助于承受较大径向载荷的高速角接触球轴承的保持架稳定性并减小保持架兜孔的冲击载荷。     

动车组轴箱轴承保持架动力响应与寿命分析

建立动车组整车动力学模型,通过仿真得到轴箱轴承在列车运行中所受的外载荷。建立轴箱轴承动力学和有限元模型,分析了径向载荷、转速以及轨道激扰对滚子和保持架之间的作用力、保持架应力的影响,基于Miner线性累积损伤理论预测保持架寿命,并基于ISO 281∶2007预测了整套轴承的寿命,结果表明：径向载荷对保持架应力的影响最小,随径向载荷增大,滚子和保持架之间的作用力及保持架应力稍有增加;转速对保持架应力的影响最为显著,随转速升高,滚子和保持架之间的作用力及保持架应力增大;轨道激扰的加入增加了滚子和保持架之间的作用力及保持架应力;轴箱轴承保持架寿命约为1 241.5×10⁴ km,满足使用要求。     

某变速箱用轴承保持架装配机的设计与应用

针对某变速箱用轴承在装配保持架的过程中存在的劳动强度大、保持架断裂以及保持架装反等问题,设计了手动保持架装配机,降低了劳动强度,解决保持架断裂、装反等问题,保证了产品质量。     

高速动车组轴箱轴承保持架磨损原因分析

针对某高速动车组轴箱轴承易发生温升预警的问题,分析了轴承温度对保持架磨损的影响及保持架磨损对轴承温度的影响。确定保持架磨损原因为轴承温升异常使保持架膨胀,引起保持架和外圈挡边发生全接触,从而导致保持架产生异常磨损。分析认为:在保证轴承使用性能的前提下可适当增大保持架的引导间隙,以减少保持架磨损。     

塑料保持架的性能及试验分析

介绍了目前塑料保持架的使用情况,分析塑料保持架材料的组成,描述塑料保持架加工工艺及塑料保持架特点。通过对两种不同材料的塑料保持架进行高速、高温试验,说明这两种塑料保持架的高速、耐高温的性能及它们之间的差别。     

CC型保持架调心滚子轴承

介绍了CC型保持架的特点及CC型保持架调心滚子轴承的优点,通过对CC型保持架轴承与CA型保持架轴承进行对比试验,结果表明:CC型保持架轴承相对于CA型保持架轴承转速可提高20%左右,寿命提高10%左右。     

往复旋转直线运动球轴承保持架的强度分析

往复旋转直线运动球轴承保持架的实际运动状态比较复杂,难以建立准确的分析模型,文中以某机构用往复旋转直线运动球轴承为例,计算了保持架极限运动状态下受到的钢球作用力,通过有限元软件将计算的钢球作用力施加到保持架兜孔上,对保持架的强度进行了校核。结果表明,保持架所受最大Von Mises应力远小于保持架材料的屈服应力,保持架强度满足要求,安全可靠。     

异形张紧轮轴承塑料保持架装配模具设计

分析宽内圈异形张紧轮轴承结构特点和塑料保持架的装配难点,在原塑料保持架压装模具的基础上,设计了一种新的、适合于宽内圈异形张紧轮轴承保持架装配的模具,并介绍了保持架装配原理和装配模具的结构设计。新的保持架装配模具提高了生产效率和产品质量,减少了因保持架装配损坏造成的损失。     

高速角接触球轴承中的冲击滑动研究

高速角接触球轴承中,球与保持架的碰撞会导致球与滚道的冲击滑动,从而引起滚道划伤和轴承早期失效。为探究球与保持架的冲击碰撞导致的瞬时滑动,以某高速角接触球轴承为研究对象,通过对联合载荷下角接触球轴承的动力学仿真,分析了变速工况及保持架结构参数对球与保持架的冲击碰撞、球与滚道的冲击滑动以及零件磨损率的影响。结果发现,加减速及恒定转速下,球与保持架的运动呈现周期性变化;由于球进入和离开径向载荷区域时公转角速度的变化,球与保持架碰撞并导致球相对内、外圈滚道发生冲击滑动;为适应球公转角速度的变化,适当增大兜孔间隙,可以减小球与保持架兜孔碰撞力的大小和频率,从而减小球与滚道的冲击滑动以及保持架的磨损率。     

Some Dynamic Effects in High-Speed Solid-Lubricated Ball Bearings

Dynamic performance simulations of a high-load, high-speed ball bearing for turbine-engine applications are considered using the available Dynamics of Rolling Element Bearings (DREB) computer program. It is shown that the key element in the bearing design is the traction behavior at the ball/race interface for the prescribed materials. With a given traction model, the geometry of the bearing may be designed to ensure acceptable ball/cage collision forces and to ensure the general stability of the cage.     

某深沟球轴承保持架断裂分析

某深沟球轴承在使用后出现保持架断裂故障。经对轴承的故障特征、理化分析和尺寸测量后发现,该轴承的钢球直径组差超差,引起接触应力增大以及附加振动载荷,导致滚道疲劳剥落和保持架断裂。     

Failure modes of ceramic elements with ring-crack defects

A hybrid ceramic/steel angular contact ball bearing is experimentally modelled using a modified four-ball machine. Ceramic ball surfaces are artificially damaged with ring pre-cracks. Rolling contact fatigue failure modes are studied after testing with high contact stresses and speeds. The ceramic ball surface and subsurface are analysed in detail using electron microscopy and a dye-penetration technique.     

三点接触纯滚动轴承球的强化接触疲劳寿命试验机设计

设计了一种新型三点接触式纯滚动轴承球的强化接触疲劳寿命试验机。被测试样球仅在同一最大圆截面上受到三次非等间隔但等强度的循环接触载荷作用，并沿此圆周做纯滚动，试样球的最大转速为23000r／min，最大赫兹接触应力可达7GPa。该试验机可用于评定各种材料轴承球的滚动接触疲劳性能，具有被试球球径变化范围大、效率高、实用性强等特点。     

基于脂润滑的混合陶瓷球高速主轴轴承早期失效试验

针对脂润滑的混合陶瓷球高速主轴轴承的工作特点,对不同工况下的混合陶瓷球高速主轴轴承进行了早期失效试验,并对其早期失效的原因进行了分析研究。结果表明,高速条件下脂润滑的混合陶瓷球主轴轴承发生早期失效的原因主要是高速运行和快速频繁启停而产生的剧烈冲击、摩擦和较高的工作温度所导致的保持架薄弱部位断裂,其运行时间远未达到轴承寿命理论所预期的疲劳寿命或精度寿命。     

Multibody contact dynamics on mechanisms with deep groove ball bearing joints

The dynamics of ball bearings are important to fatigue breakage, dynamic performance and motion precision of mechanisms connected by ball bearings joints with multi-clearances. In this study, a new method is proposed for multibody dynamics analysis on mechanisms under the effects of radial internal clearances and impact of balls/cage pockets interactions of ball bearings. Including balls/rings interactions and balls/cage pockets interactions, the three dimensional dynamics models of the crank slider mechanism are established and calculated by generalized-α algorithms on the basis of Hertzian contact theory and penalty function method. The rules of eccentric trajectories of inner and outer ring center for one ball bearing joint are verified with the results calculated by XU’s references. The results of dynamic errors, motion trajectories, dynamic forces are achieved under different speeds, radial clearances and number of ball bearings. The speeds and radial clearances are critical to the dynamic performances and motion precision of mechanisms, especially the number of ball bearings. The number of ball bearings is important to impact force and motion stability of the mechanism.     

滚动轴承弹性接触动态特性有限元分析

滚动轴承弹性滚动接触动态特性直接影响转子系统的精度及动态特性,针对滚动轴承弹性滚动接触动态特性问题,以深沟球轴承61914为例,在同时考虑内环、外环、滚珠及保持架变形的情况下,建立滚动轴承三维弹性滚动接触有限元模型,采用有限单元法计算滚动轴承在不同转速、径向力及轴向力等载荷工况下滚动轴承的接触应力及滚珠与内环的运动状态。结果表明,有限单元法能在满足高精度计算的情况下求解各种复杂工况下的滚动轴承动力学特性,为进一步研究滚动轴承弹性滚动接触动态特性提供有力的研究方法。     

涡轮增压器高速混合陶瓷球轴承发热及其效率研究

建立了高速混合陶瓷球轴承和滑动轴承的发热计算模型,对发热量进行计算,分析了混合陶瓷球轴承发热的影响因素.对使用混合陶瓷球轴承和滑动轴承的涡轮增压器总效率进行对比试验,结果表明,使用混合陶瓷球轴承的涡轮增压器的总效率和极限转速均有显著提高.