自消除间隙机构中保护轴承配合过盈量分析

结合自消除间隙保护轴承机构中滚动轴承的运动特点,建立了磁悬浮轴承转子与滚动轴承过盈配合的静态和高速旋转时的动态力学模型,并详细分析了转子、滚动轴承内圈以及外圈各处的位移变形。针对两组不同游隙值的滚动轴承,计算了转子与滚动轴承内圈所需的装配过盈量与转速的关系,并对转子、滚动轴承内圈和外圈在静态和动态下的强度进行了校核。从滚动轴承内圈和转子配合过盈量的角度,给出了自消除间隙保护轴承系统中滚动轴承的选取准则。     

外圈集成弹支轴承试验研究

以某型航空发动机外圈集成弹支双半内圈角接触球轴承为例,在不同配合条件下开展了外圈集成弹支轴承试验研究,其中外圈配合性质分别为带油膜、小过盈和小间隙,其余如润滑、转速及载荷等条件相同。通过试验发现,外圈带油膜和小间隙时,试验轴承温度较低,系统振动较大;外圈过盈配合时,试验轴承温度较高,系统振动较低。     

基于ANSYS的圆柱滚子轴承内圈滚道径向畸变分析

以NU1006圆柱滚子轴承为例,在Pro E中建立轴和轴承过盈配合模型,将过盈模型导入到ANSYS中进行分析。最后通过MATLAB对数据进行分析处理,得到轴承内径面形状误差、内圈与轴误差相对位置转角、轴承与轴过盈配合量对轴承内圈滚道径向变形的影响。分析结果表明:随轴承内径面误差值的增大,内圈滚道变形量幅值呈增大趋势;随轴承内径面误差形状的变化,内圈滚道变形量幅值及位置均发生变化;随内圈与轴误差相对位置转角的增大,内圈滚道变形量幅值及位置均发生变化;随轴与轴承配合过盈量的增大,轴承内圈滚道变形幅值增大。     

配合过盈量对风电齿轮箱轴承疲劳寿命的影响

以某兆瓦风电机组齿轮箱一级行星轮前轴承(双列圆柱滚子轴承)为研究对象,基于赫兹接触理论、厚壁圆筒理论和GB/Z 36517—2018建立考虑配合过盈量的轴承疲劳寿命数值仿真分析模型,并分析轴承配合零件尺寸公差、形位公差、表面粗糙度对轴承疲劳寿命的影响,结果表明：保持轴承初始配合不变,随行星轮轴与轴承内圈的配合公差由g6向r6转变,轴承内圈由过渡配合变为过盈配合,轴承寿命先增加后减小,配合公差为p6时轴承寿命最大;随行星轮内圈与轴承外圈的配合公差由H6向S6转变,轴承外圈由间隙配合变为过渡配合、过盈配合,轴承寿命由无变化变为逐渐增加;行星轮轴与内圈的径向全跳动公差变化导致配合过盈量增加时,轴承寿命增加,反之则轴承寿命降低;行星轮轴与内圈的表面粗糙度值增加会导致轴承寿命降低。     

外圈与轴承座间隙对滚道故障轴承振动性能的影响

通过接触变形描述圆柱滚子轴承滚道故障机理,借鉴保持架与外圈作用关系计算外圈与轴承座相互作用力和力矩,以牛顿-欧拉方程建立考虑外圈与轴承座间隙的滚道故障圆柱滚子轴承动力学模型,分析了间隙和摩擦因数对轴承振动性能的影响规律,并通过试验验证了所建立模型的可靠性。结果表明：外滚道故障时域振动信号冲击峰出现时间随间隙增大而提前,局部高频波动幅值随摩擦因数增大而增大,而故障特征频率幅值减小;内滚道故障时域振动信号冲击峰出现时间随间隙增大而滞后,局部高频波动幅值随摩擦因数增大而增大。     

基于ABAQUS的轴承过盈配合接触应力分析

航空发动机主轴轴承内圈一般采用过盈配合的安装形式,通过一定的过盈量防止轴承内圈与轴发生相对转动,并对轴承内圈定位。建立了基于ABAQUS软件的轴承内圈过盈接触问题的仿真分析方法,使用该方法分析了某型航空发动机低压转子推力球轴承的内圈过盈配合接触应力,分析了该轴承内圈在装配压紧时发生转动的根本原因。建立的过盈配合接触应力分析方法可为航空发动机主轴轴承过盈配合的设计和校核计算提供理论依据。     

发动机轴承装配条件对支承刚度的影响

为探索航空发动机轴承装配条件对支承刚度的影响,支撑发动机转子系统的动力学设计和整机振动控制,在动力学方程的基础上,建立了振动测试和理论计算相结合的支承刚度辨识方法,并以某型航空发动机的五号支点轴承为对象,试验研究了圆柱滚子轴承内、外环配合参数、锁紧螺母拧紧力矩等参数对支承刚度的影响规律。结果表明:建立的支承刚度辨识方法准确可行;轴承内、外环为过盈配合时,过盈量增大,支承刚度增大,支承刚度对锁紧螺母拧紧力矩不敏感;轴承内、外环为间隙配合时,转子出现非线性共振,支承刚度大幅度地随机跳动,不符合线性条件假设。设计时应合理考虑轴承内、外环配合参数,避免导致转子系统振动特性恶化。     

考虑滚子直径误差和安装变形时圆柱滚子轴承的力学特性

圆柱滚子在加工过程中会存在误差,安装时内、外圈采用过盈配合会导致内圈膨胀和外圈缩小,结合厚壁圆筒理论,建立了考虑滚子直径误差和内、外圈安装过盈量条件下滚子与滚道接触应力及内圈中心运动轨迹计算模型,通过数值计算实现了对每个滚子受力的精确计算。以NU306E圆柱滚子轴承为例进行分析,结果表明:不考虑安装变形且单个滚子存在直径误差时,内圈中心运动轨迹范围增大,单个滚子直径误差为负时误差滚子接触应力减小,相邻滚子接触应力增大,为正时误差滚子接触应力增大,相邻滚子接触应力减小;考虑安装变形且单个滚子存在直径误差时,各滚子的接触应力均减小,承载区增大,内圈中心运动轨迹减小;考虑安装变形且各滚子直径均存在随机误差时,各滚子的接触应力与其承载区域大小各不相同,内圈中心运动轨迹范围显著增大。     

转子-球轴承过盈配合接触有限元分析

基于ABAQUS/Explicit中热-力耦合模块,以某风电机组中发电机的转子-球轴承为研究对象,采用加热转子轴颈使其膨胀的方式仿真转子轴颈与轴承内圈过盈配合,同时引入联轴器不对中产生的动态力,建立转子-球轴承接触动力学有限元模型。分析出转子球轴颈与轴承过盈配合接触面的接触压力、滑移速度及滑移量的分布与大小。通过分析过盈量大小及联轴器对中情况对过盈配合面接触状态的影响,结果表明:过盈量大小对过盈接触面滑移有较大影响,随过盈量增大,滑移量逐渐减小,减少速率先快后慢;不对中时前端轴颈接触面较后端滑移严重且不对中合力与重力方向相同时对应的前端局部处滑移非常严重。     

高速电主轴轴承配合过盈量的计算方法研究

高速电主轴轴承与转轴配合的过盈量大小对主轴的刚度、旋转精度和使用寿命具有十分重要的影响。目前主轴外径的配合公差设计多根据实际经验和厂家推荐数据进行选用,尚缺乏科学定量的设计依据。文中将高速滚动轴承内圈和与之配合的空心主轴分别简化为薄壁圆环和厚壁圆筒,基于弹性力学和动力学理论建立了内圈和主轴的径向位移与旋转角速度之间的关系;并且考虑温升影响,推导得到了高速电主轴轴承内图与转轴配合过盈量的计算公式。     

CRH2型动车组轴承-车轴耦合系统过盈配合静力学行为研究

动车组在运营中其轴承内圈与车轴耦合系统过盈配合接触面常会出现微动损伤。考虑载荷和过盈量等参数影响,建立CRH2型动车组轴承-车轴耦合系统的有限元模型,通过分析不同线路与不同过盈量下静态耦合系统的应力分布和配合面的变形情况,研究轴承-车轴系统过盈配合的静力学行为。结果表明:同一过盈量,系统在曲线线路的最大应力比直线线路大;同一线路,过盈量越大最大应力越大,其配合面塑性变形也越大,当过盈量为0.15 mm时,已超出最大允许值,轴承内圈产生裂纹。研究结果能够为动车组轴承-车轴过盈配合微动损伤研究提供一定的参考依据。     

带轮和轴承外圈不同温度下配合的有限元分析

在机械传动中,带轮和轴承外圈是过盈配合在一起的.由于带轮材质为合金铝,轴承外圈材质为台金结构钢,当温度升高时,铝的膨胀系数大于钢,带轮和轴承外圈之间的过盈配合量会变小,当过盈配合量减小到一定程度时,带轮和轴承外圈之间就有可能发生相对滑动,造成接触面的磨损.利用ABAQUS有限元软件模拟带轮和轴承外圈在不同温度场下的过盈配合量及接触面间的应力分布,通过得出的数据来改进模型的设计尺寸,增大初始的过盈配合量,从而提出改善措施,提高其使用寿命.     

滚动轴承与轴过盈配合对轴承元件接触应力及变形量影响研究

基于滚动轴承在装配过程中轴承内圈与轴形成过盈配合的实际情况,对其进行力学理论分析。在此基础上利用建模软件对滚动轴承建立三维模型,在有限元环境下,进行材料设置、网格划分、边界条件设定、施加载荷等操作建立有限元仿真模型。分别对不同过盈量下轴承元件接触应力和变形量情况进行仿真。结果发现:轴承元件上的接触应力和变形量与过盈量成正比关系;轴承内圈与滚动体接触应力和变形量之差,随着过盈量的增加,逐渐高于滚动体与轴承外圈接触应力和变形量之差;同一过盈量下,轴承内圈、滚动体、轴承外圈的接触应力和变形量依次降低。此研究结论为轴承寿命计算、轴承制造提供了理论依据。     

轴承结合面间隙对转子支承系统动态特性影响

针对目前工程中凭经验通过人为调节滑动轴承结合面间隙来抑制汽轮机转子振动,缺少理论依据的现状,建立考虑滑动轴承瓦壳顶隙、水平侧隙影响的转子支承系统动力学模型,分别采用有限差分法和有限元法分析调节结合面间隙对滑动轴承动特性参数和转子系统振动特性的影响。分析结果表明,随结合面间隙增大轴承的偏心率、各向支承刚度及交叉阻尼分量(c_(yx))呈非线性减小,偏位角呈非线性增加,转子系统前6阶固有频率略微减小,对由转子质量偏心激励引起的振动响应有明显抑制作用,轴承结合面间隙对系统动态特性的影响不可忽略。     

考虑螺栓联接结构的轴承-转子系统振动特性分析

针对含螺栓联接结构的轴承-转子系统,建立考虑陀螺力矩及因螺栓预紧力不均匀产生的初始变形量的非线性转子系统动力学模型。采用法求解转子系统运动方程,通过分岔图、时域曲线、频谱及Poincaré映射图研究存在轴承游隙时转子系统的混沌路径,并分析不同初始变形量及轴承游隙对转子系统非线性振动特性的影响,通过试验验证所得结论的准确性。研究表明,当存在轴承游隙时,预紧力不均匀产生的初始变形量增加会抑制低转速下盘的混沌运动,拟周期运动进入混沌运动状态的转速升高,临界转速附近的振动幅值增加,系统混沌路径发生变化;存在初始变形量时,随着轴承径向游隙增大,系统在低转速工作状态下即进入混沌运动运动状态,拟周期运动进入混沌运动状态的转速降低。研究结果可为含螺栓联接结构的轴承-转子系统设计提供理论参考。     

采用压电叠堆的电主轴振动主动控制研究

电主轴轴承-转子系统在工作过程中受到多种振动激励的干扰,严重影响被加工零件的加工精度及可靠性。采用压电叠堆对电主轴轴承-转子系统的动态振动特性进行干预,建立了包含压电叠堆的电主轴轴承-转子物理模型,并运用有限元法建立了电主轴轴承-转子-压电叠堆机电耦合动力学模型。根据线性二次型最优控制(Linear Quadratic Regulator,LQR)理论设计了针对系统的输出反馈控制律,最终建立了高速电主轴轴承-转子系统振动主动控制模型,并运用Matlab软件进行了控制仿真,仿真结果表明:该控制方法在集成了压电叠堆的电主轴振动控制中取得了明显的控制效果。     

含柔性转子的齿轮-轴承系统动态特性分析

为了分析齿轮系统动力学中的全耦合振动,提出采用虚拟样机建模的方法,将柔性转子引入到啮合耦合系统中,考虑齿轮时变啮合刚度、齿侧间隙和轴承间隙的影响,建立齿轮-柔性转子-轴承系统虚拟样机模型,通过求解模型的动力学方程得到系统的非线性动力学响应。仿真结果表明:考虑柔性转子的耦合系统,啮合冲击峰值下降明显;转子柔性增加,齿轮低频扭转振动出现"拍"现象;高速轻载时啮合振动非线性特性增强;轴承间隙增大使啮合力振动幅值显著增大。     

可倾瓦轴承参数及工作参数对转子系统振动性能的影响

为研究可倾瓦轴承参数及工作参数对转子系统振动特性的影响,提出了一种可倾瓦轴承-转子系统轴心轨迹理论计算方法,在不同基础静载荷、间隙比及润滑油黏度下对转子轴颈处轴心轨迹进行分析。结果表明:提高可倾瓦轴承的基础静载荷,减小轴承间隙比,降低润滑油黏度可以减小转子轴颈振幅,提高转子系统的稳定性。     

滚滑轴承摩擦力矩特性的仿真分析

轴承零件的摩擦力矩实测比较困难,为探究滚滑轴承摩擦力矩的变化规律及结构参数对其的影响,指导该新型轴承的结构设计,利用Abaqus软件对滚滑轴承进行了仿真分析.结果表明,滚滑轴承摩擦力矩呈现由小到大、再到小、最后进入稳定的变化规律;启动时,滚滑轴承摩擦力矩随径向游隙增大而增大、随滚子与滑块间的间隙增大而减小,滑块与内圈间的摩擦力矩随滑块内弧半径增大而增大,滑块与外圈间的摩擦力矩随滑块外弧半径增大而减小;进入稳定运动后,滚滑轴承摩擦力矩随径向游隙及滚子与滑块间的间隙增大而减小,滑块与内圈间的摩擦力矩随滑块内弧半径增大而增大,滑块与外圈间的摩擦力矩随滑块外弧半径增大而减小.     

轴向预紧力对高速轴承-转子动力学系统的影响

以高速电主轴的轴承为对象,根据Harris轴承运动理论和赫兹接触理论,考虑随转速提高引起轴承刚度下降以及"软化"的现象,建立轴向预紧力下的高速轴承-转子系统动力学模型,采用Newton-Raphson算法,对轴承钢球动力学方程进行求解。分析轴承在不同轴向预紧力下,轴承-转子系统动力学性能的变化。结果表明:随着轴承轴向预紧力的提高,轴承-转子系统的涡动频率上升,且轴上轴承组之间的距离越大,转子的涡动频率越高。