磁力轴承反向差动驱动控制研究

提出了磁力轴承反向差动驱动控制的概念,建立了磁力轴承反向差动驱动控制的动力学模型及其状态方程.利用Matlab对反向差动驱动的磁力轴承进行了仿真研究,与常规差动驱动的磁力轴承相比,反向差动驱动的磁力轴承在超调量、调整时间和稳态误差等方面均优于常规差动驱动的磁力轴承.仿真研究的结果表明:磁力轴承的反向差动驱动控制效果不仅与轴承的结构设计参数有关,还与控制参数的选择有关.     

电磁轴承系统刚度与阻尼特性的研究

电磁轴承系统中控制器的参数影响着系统的刚度和阻尼的基本特征,轴承刚度和阻尼特性决定了轴承的基本性能.在Maxwell电磁力公式基础上,分析了控制参数与轴承刚度和阻尼的的关系,得到了刚度、阻尼与控制参数之间的线性与非线线性关系解析解,并推导了在PID控制器作用下,电磁轴承系统的线性刚度.     

月基二维转台轴承预紧力和系统刚度计算

为了研究在转台结构形式确定的情况下,轴承预紧力与系统刚度的关系,分析了轴承预紧力、轴承刚度和轴系刚度之间的关系,推导了轴承预紧力与轴系固有频率之间的计算公式,并通过有限元分析的方法获得了轴承预紧力与系统固有频率的关系曲线。通过对二维转台固有频率的测试,验证了该方法的正确性,同时为轴承最佳预紧力的确定提供了一个有效的方法。     

动车组轴承及其可靠性研究进展

滚动轴承是动车组列车的关键基础零部件，我国动车组高速、长时间持续运行的特点，以及多变的运行环境，使得动车组轴承的工作环境及其内部受力状态较一般轴承更为复杂，这对轴承的设计制造及可靠性提出了更高的要求。为实现我国高速铁路核心技术完全自主化，近年来针对动车组轴承的研究众多。该文首先介绍了动车组轴承的设计制造与工艺，阐述了动车组轴承在服役过程中的典型失效模式、机理及其影响，随后归纳了动车组轴承故障诊断方法与技术，并对轴承可靠性建模与寿命评估方法的研究现状进行论述，最后简要阐述了动车组轴承的可靠性试验研究。通过对动车组轴承及其可靠性研究进展的总结，可为我国轴承的自主设计理论及制造技术提供参考。     

圆锥形磁悬浮轴承的三维有限元分析

圆锥形磁悬浮轴承只用一对径向轴承即可完成主轴的径向与轴向控制,但由于其定、转子铁心呈锥形结构,使轴向与径向间存在耦合,增加了分析计算的复杂性,同时对其电磁场的分析必须采用三维模型。利用ANSYS有限元软件对磁悬浮轴承进行三维电磁场计算,分析了磁感应强度的空间分布、轴承径向与轴向问的耦合效应,同时计算了电磁力随控制电流和轴承位置的变化关系,并与磁路法的结果进行了比较,在此基础上得出了磁悬浮轴承的电流刚度系数和位置刚度系数。     

波箔气体轴承温度场计算与动静态性能分析

为计算波箔轴承的温度场分布,研究轴承的热特性,推导了考虑外部冷却条件时的平箔片内表面等效对流换热系数,将箔片一侧的导热换热模型耦合到气膜三维能量传递模型中.建立轴承套、转子的导热与对流换热模型,耦合求解非等温Reynolds方程、气膜能量传递方程、箔片变形方程.计算并分析轴承转速、载荷、外部冷却气流等因素对轴承温度的影响,分析了轴承的静动态性能.结果表明:转速对轴承温度影响很大,温度随载荷变化不大,冷却空气的冷却效率随流量增大逐渐降低.与等温条件相比,非等温模型的轴承承载能力较大,且具有较大的动态刚度与阻尼.     

基于面向对象技术的轴承装置设计专家系统

结合面向对象技术与专家系统原理、结构及关键实现技术,构造了一个用于确定轴承装置的专家系统。阐述了其系统结构、知识表示、知识库设计、推理机设计及实现方法。系统能够完成轴承的自动选择、轴承计算、轴承装置设计等工作,充分体现了设计过程的智能化。最后给出了系统运行实例。     

基于轴承负荷的转子轴承系统建模与试验研究

为揭示轴承转子系统的轴承负荷特性,提出了在转子系统中在线监测轴承负荷,建立了考虑轴承载荷的转子系统的横向振动模型.通过试验和仿真相结合的方法,研究了轴承负荷与支撑振动的耦合关系.该方法是在轴承座下安装轴承负荷传感器以测轴承的负荷,同时监测支撑的加速度,将实测的负荷代入所建的振动模型进行仿真.将仿真结果与实测加速度信号对比分析,结果表明:仿真得到的加速度信号和实测的加速度信号峰值呈周期性变化,周期相同;支撑振动是由轴承负荷所引起的强迫振动与其它振动信号叠加而成,而支撑振动的特性是受轴承负荷影响的.因此,轴承负荷的变化可以作为轴承转子系统状态估计的一个重要条件.     

基于传递矩阵法的多支撑转子负荷灵敏度计算

应用传递矩阵法与力法给出了一种简便实用的标高灵敏度矩阵与负荷灵敏度矩阵的计算方法。分析了任意轴承负荷变化对多支撑转子各轴承负荷的影响,结果表明多支撑转子系统轴承负荷分布与各轴承的标高密切相关。应根据负荷灵敏度矩阵通过综合调整各轴承处的标高达到负荷在各轴承间合理分布的目的。     

内燃机轴承摩擦与润滑动态仿真研究

对内燃机轴承摩擦与润滑特性仿真分析方法进行了深入研究 ,提出了从数学建模、分析计算直至仿真结果实现的一整套软件实施方案 .将动态仿真技术引入内燃机轴承的设计过程 ,建立了轴承油膜的仿真模型 ,对轴心轨迹进行了仿真分析 .开发了“内燃机轴承摩擦与润滑动态仿真系统 (EBFLDSS)”计算机软件程序 ,实现了设计阶段的轴承运行情况实时模拟 .通过虚拟产品开发 ,可以及时确定产品设计缺陷 ,并进行改进 ,达到预测和控制产品成本、质量和开发周期的目的     

基于表面特征的滚动轴承振动模型研究

针对轴承制造过程中形成的粗糙度、波纹度、圆度等影响轴承振动的主要因素,利用Lagrange动力学方程建立了具有表面特征的滚动轴承系统的振动模型.该模型可用于分析轴承各部件的表面特征对轴承振动的影响,同时也可用于分析轴承各部件表面存在加工缺陷时系统的振动特性.以轴承内外圈和滚动体表面的波纹度为例,从理论上推导了波纹度阶数与系统振动频率的关系,仿真结果验证了该模型的正确性,所得的结论对轴承振动理论研究和指导低噪声轴承生产有重要意义.     

“高速铁路和城市轨道交通车辆轴承关键技术”项目通过验收

由洛阳轴研科技股份有限公司等单位承担的“十二五”国家科技支撑计划“高速铁路和城市轨道交通车辆轴承关键技术研究与应用”项目通过验收。该项目开展了轴承的结构优化设计、仿真分析、表面应力分布与寿命关系、失效机理、试验测试、热处理工艺、批产工艺及智能轴承传感器集成与匹配等关键技术研究;开发了250km／h以上高速铁路轴承及100km／h以上城市轨道交通车辆轴承.     

滚子几何误差对圆柱滚子轴承旋转精度的影响

由于轴承的回转运动是轴承内圈、外圈和多个滚动体等零件在几何约束下实现的,轴承回转误差也应当是轴承零件几何误差共同作用的结果。因此,研究轴承零件几何误差与轴承回转误差的关系对轴承精度设计和预测有重要意义。为此,考虑内圈滚道、外圈滚道和滚子表面几何误差,提出了圆柱滚子轴承旋转精度数值模型,并通过试验验证了该数值模型的正确性。分析了具有不同几何误差滚子的排布方式、滚子表面圆度误差与滚子个数的耦合效应对轴承内圈跳动量的影响。分析结果表明,具有不同几何误差滚子的排布方式对轴承旋转精度影响显著,将滚子按照尺寸误差大小交替排布,能显著提高轴承旋转精度;滚子表面偶数阶圆度误差对轴承旋转精度有显著影响,且其影响程度取决于滚子表面圆度误差阶次与滚子个数的关系,而滚子表面奇数阶圆度误差对轴承旋转精度的影响几乎可以忽略;滚子表面圆度误差阶次越高,滚子个数对轴承旋转精度影响越大;增加滚子个数并不总使轴承旋转精度提高。     

臂架脂润滑滑动轴承摩擦性能试验研究

为研究工程机械臂架脂润滑滑动轴承在长期交变径向重载作用下的摩擦性能,研制了一种可以测量这类轴承摩擦力矩和摩擦系数的轴承试验台．该试验台不仅能够模拟轴承在低速重载工况下的工作过程,还能实现轴承与销轴之间的两种相对运动形式．对臂架滑动轴承工作过程中承受的主动力矩与和销轴摩擦力矩之间的关系进行试验研究,提出一种摩擦力矩和摩擦系数的试验求法,并应用于轴承磨损试验时摩擦系数的测量．试验结果表明:利用该方法可准确获得轴承与销轴之间的摩擦系数,并可利用其摩擦系数的发展趋势监测轴承当前的润滑与磨损状况,为轴承安全、可靠运行提供保障,并为设计者预估轴承寿命以及优化设计提供参考．     

主动磁悬浮轴承的工作原理及发展趋势

磁悬浮轴承是利用磁场力将转轴悬浮在磁场中，使转轴在空间无机械接触、无磨损地旋转的一种新型高性能轴承。与传统轴承相比，具有许多优点。介绍了主动磁悬浮轴承的结构和工作原理，提出了磁悬浮轴承的现存问题。     

周期分布压力腔的小孔节流圆形静压气体轴承静动态特性研究

利用摄动法研究了沿周向周期分布压力腔的小孔节流圆形静压气体轴承的静动态特性。通过有限差分法求解稳态雷诺方程和扰动雷诺方程,计算了轴承静承载力和静刚度及动刚度和阻尼系数,分析了扰动频率对轴承动态性能的影响,并对轴承的稳定性进行了分析。研究结果表明:扰动频率对轴承动态性能有较大影响;轴承的稳定性与气膜间隙、供气压有关,供气压越大,轴承稳定性越差,随着气膜间隙增大,稳定性先减弱后增强。     

磁悬浮轴承的工作原理与应用

本文介绍了主动磁悬浮轴承与被动磁悬浮轴承的工作原理、结构、特点和应用。对磁浮轴承的承载能力、支承系统稳定性、刚度和刚度的定向调节等特性进行了分析。     

滚子轴承生成热及温度分布研究

结合滚子轴承的拟静力学模型和轴承摩擦生热模型,计算得出滚子轴承各部分的生成热。采用有限差分法将轴承系统的温度节点进行离散化处理,得到热平衡方程组,对滚子轴承传热及温度分布进行计算,并编制轴承生成热分析软件。对某一型号轴承在不同转速、载荷条件下的生成热进行计算,得出了转速及载荷对轴承生成热和温度分布的影响规律。结果表明:滚子与轴承外圈滚道之间的摩擦生热量最大,随着径向载荷的增加,轴承打滑现象减轻,会减小轴承的功率损失;轴承因温度过高而失效的部分通常为内圈滚道表面。     

角接触球轴承热力学耦合模型与分析方法

接触球轴承运行时,其力学性能与热态特性之间存在高度耦合与交互,轴承热预紧力在这一过程中起着桥梁连接作用。在研究角接触球轴承非线性力学性能与热效应耦合机制的过程中,分析了结合面接触热阻、油气润滑及周边组件换热等边界条件对轴承热态特性的影响,提出了一种角接触球轴承热力学耦合分析方法,并基于多软件协同计算平台建立了轴承热力学耦合模型。在轴承实验平台上,借助热巡检仪,利用轴承套表面开设的测温工艺孔实施了温度实验,对轴承热力学耦合模型的仿真计算结果进行了验证。该模型可用于预测角接触球轴承在不同转速下热预紧力的变化规律,分析比较热预紧力对轴承运行刚度的影响。     

材料填充对开槽轴承接触力与润滑性能的影响

轴承滚道界面的润滑状态及接触力对轴承寿命的影响十分显著,为提高圆柱滚子轴承寿命,提出了在轴承外圈开槽填充弹性体的方法。采用有限元法计算了不同槽宽及丁晴橡胶、尼龙1010、硬铝合金和紫铜四种填充材料对轴承内滚道和滚子接触力的影响。在此基础上,建立了考虑圆柱滚子轴承真实表面粗糙度混合润滑数学模型,分析了不同转速下不同填充材料对轴承润滑性能的影响。结果表明：轴承外圈开槽并填充弹性体对轴承的润滑状态和接触力影响显著;最大受载滚子与内滚道的接触力随着填充材料弹性模量的减小而减小,采用丁晴橡胶和尼龙1010填充材料可明显增加滚子接触个数,有效降低接触力。转速的增加会使油膜变厚、摩擦系数、接触载荷比、接触面积比、最大接触应力减小,采用丁晴橡胶填充材料轴承润滑性能最好。