对转圆柱滚子轴承动态特性分析

针对内外圈对转圆柱滚子轴承内部复杂的运动特性及相互作用力,通过分析轴承径向游隙的影响因素以及考虑滚子与滚道的接触变形和热效应对油膜厚度的影响,利用拟静力学法建立了轴承的分析模型,并采用NewtonRaphson法进行求解;同时,利用该模型对滚子打滑率进行计算,以验证所采用分析方法的正确性和可靠性。然后,进一步探讨了不同工况下对转圆柱滚子轴承内部组件的转速变化规律与接触特性。结果表明：滚子的自转转速、滚子与滚道的接触载荷均随径向载荷的增大而增大;内、外圈转速变化会使受载区滚子与滚道的接触载荷以一定的规律重新分配,且转速对最小油膜厚度的影响较径向载荷更为明显。研究结果可为对转圆柱滚子轴承的结构优化和生热机理分析提供理论依据。     

圆柱滚子轴承多体接触动力学研究

考虑滚子和套圈、滚子和保持架、保持架和引导套圈的动态接触关系,提出了机械系统中圆柱滚子轴承多体动力学分析的新方法。基于圆柱套圈滚道的三角网格模型,实现了圆柱滚子和套圈滚道的动态接触力的预测搜索算法,进而建立了计及润滑摩擦作用和Hertz接触作用的圆柱滚子轴承的三维多体接触全动力学模型。运用广义-α方法计算分析了不同工况条件下圆柱滚子轴承的动态特性和保持架的稳定性,获得了不同工况下轴承的运动轨迹、角速度、滚子和倾斜扭转振动、动态接触力,拖动力和相轨迹等动态响应的变化规律。计算结果表明低速或较小径向力下,滚子和保持架的拖动力相对较小且不稳定,滚子和保持架侧梁、外圈挡边之间存在明显的频繁接触冲击作用,内圈中心的振动位移相对较大,保持架中心的径向平面运动轨迹形成不稳定的近似圆周运动,圆柱滚子轴承的运动稳定性相对较差。随着转速或旋转径向力的增加,保持架中心的径向平面运动轨迹为圆周运动和单周期的相轨迹运动,保持架中心的轴向振动明显,滚子倾斜扭转振动相对较小。     

冷轧机用四列圆柱滚子轴承的安装与维护

轧辊轴承是轧机的一个重要部件，轧辊轴承的安装和维护质量的好坏，对轴承的使用寿命有重要影响，本文介绍了冷轧机用四列圆柱滚子轴承的安装和维护经验。     

混合润滑状态下结合面的法向接触刚度研究

针对润滑条件下机械结合面的接触特性受油膜影响的问题,基于结合面接触刚度由油膜接触刚度和固体表面接触刚度组成的思想,建立混合润滑状态下结合面的法向接触刚度模型。采用三维的Weierstrass-Mandelbrot函数获得具有分形特征的粗糙表面,并基于统计学方法建立干摩擦条件下结合面的法向接触刚度模型,考虑了微凸体的完全弹性变形、弹塑性变形以及完全塑性变形过程。在此基础上,求解了油膜的等效厚度并建立油膜的接触刚度模型。结果表明:结合面的法向接触刚度随法向载荷的增加而增加,且混合润滑状态下结合面的接触刚度大于干摩擦条件下结合面的接触刚度;该模型避免了油膜厚度测量难的问题,为机械结构的润滑状态预测提供了帮助。     

印刷机偏心滚子轴承接触应力与变形仿真分析

目的对偏心轴承接触应力与滚子静、动态变形进行研究,得到接触应力与变形和结构与工况因素的关系。方法在Hertz线接触与弹流润滑理论下,建立滚子接触应力模型及静、动态滚子间接触变形的关系模型,利用有限元软件Ansys仿真计算。建立静、动(润滑与转速)态下滚子变形之间的关系公式,分析印刷机偏心双列圆柱滚子轴承的接触应力与变形及相互关系。结果滚子与内外套圈的接触应力均随径向载荷的增大而增大,滚子与内套圈的接触应力大于滚子与外套圈的接触应力;滚子的总接触变形量与径向载荷呈正比关系,滚子的内外接触应力与滚子的总接触变形量也呈正比关系;滚子的边缘出现应力集中,须用设计凸度的方法降低,从而更好地提高偏心轴承的整体性能。结论根据接触应力与变形的关系,可为偏心轴承的设计与优化提供理论依据。     

混合润滑状态下结合面法向动态接触刚度与阻尼模型

机械结合面的动态接触特性对评估机床整机性能有着重要的意义.针对混合润滑状态下固定结合面复杂的接触特性,提出了一种结合面的法向接触刚度与阻尼模型.采用三维Weierstrass?Mandelbrot函数获得粗糙表面形貌,并基于分形理论建立了结合面固体部分的接触刚度与接触阻尼模型;根据平均流动的广义雷诺方程建立了液体油膜接...     

混合润滑状态下线接触动摩擦特性分析

为了改善线接触摩擦副在混合润滑状态下容易过早形成胶合和磨损等问题,对处于混合弹流润滑状态下线接触动摩擦特性进行了分析.建立了混合润滑状态下线接触动摩擦模型,综合考虑油膜剪切和接触表面粗糙峰摩擦,基于载荷分担思想和统计学方法,联立Moes方程、Greenwood-Tripp和Gelinck-Schipper压力方程,采用...     

考虑刚性转子非线性振动的圆柱滚子轴承动态特性研究

圆柱滚子轴承支承的转子系统由于赫兹接触力会使系统产生复杂的非线性振动,考虑圆柱滚子轴承的四个自由度推导了非线性轴承力,在此基础上建立了滚子轴承-刚性转子系统的四自由度非线性振动方程,使用Newmark-β法和Newton-Laphson法求解方程。给出了考虑刚性转子非线性振动计算滚子轴承动态特性的方法,分析了非线性振动对滚子轴承动态性能的影响,在滚子轴承转子实验台上测试了轴承的动态性能。结果表明,在转子系统的非周期振动范围,滚子轴承的保持架打滑率、刚度等动态特性会出现较大的变化,可能会引起轴承失效。考虑转子系统非线性振动,使得滚子轴承动态特性的预测结果准确度有较大提高。     

铜箔轧制润滑状态与表面质量的研究

使用不同运动粘度的轧制油和在不同道次压下率条件下进行了铜箔冷轧实验。利用激光扫描共焦显微镜(LSCM)和表面粗糙度仪对铜箔轧后表面形貌进行了表征,得到铜箔轧制变形区膜厚比和摩擦系数。研究了轧制油运动粘度,道次压下率对铜箔轧制变形区油膜厚度、表面粗糙度和前滑值的影响,并从膜厚比、摩擦系数和表面质量3个方面对不同润滑条件下铜箔轧制变形区的润滑状态进行了界定。结果表明,轧制油运动粘度γ40≤15mm2/s时,膜厚比λ→0,摩擦系数μ≈0.1～0.2,属于边界润滑状态,表面质量较好;道次压下率20%<ε≤60%时,膜厚比λ→0,摩擦系数μ>0.1,属于边界润滑状态,表面质量较好。为得到高表面质量的铜箔,轧制油运动粘度应控制在10mm2/s左右,道次压下率控制在30%左右,也即,使铜箔轧制润滑状态控制在边界润滑状态为最佳。     

Laser image spot processing for sea oil film thickness measurement

The method of extracting the center coordinate of the light spot using the improved Gaussian fitting is presented to measure the thickness of oil film on water surface with differential laser trigonometry. The image of the light spot from the upper and lower surfaces of the oil film under measurement is extracted by the entropic threshold, and the center coordinate of the light spot is obtained by Gaussian fitting of the ascending edge and descending edge data of the light spot image extracted. Experimental measurement is carried out to verify the performance of the method. The range of the measurement is 0.1–10?mm and the maximum deviation between the nominal value and the measured value is less than?±23?μm for block gauges. The research results show that the algorithm presented in this paper is successful and feasible.     

大型水轮机组推力轴承油膜厚度在线监测研究

油膜厚度是反映推力轴承运行状态的重要参数,对油膜厚度进行实时在线监测有助于实现推力轴承的稳定运行。以某大型水轮机组推力轴承为例,结合其润滑流体的雷诺方程和油膜厚度方程,利用有限差分法分析了不同载荷和不同转速下推力轴承油膜厚度和压力分布的变化规律,并设计了一种油膜厚度实时在线监测方法。理论分析结果表明,当转速一定时,推力轴承油膜厚度先随着载荷的增大而增大,达到峰值后,随着载荷的增大而减小;当载荷一定时,油膜厚度随着转速的增大而增大。理论分析结果与该水轮机组推力轴承油膜厚度的在线监测数据完全吻合,验证了提出的油膜厚度在线监测方法的可靠性,为推力轴承运行状态的诊断提供了科学依据。     

机械结构流体层厚度超声测量方法理论研究

针对机械设备运行状态监控需要,对机械结构流体层厚度超声测量方法进行了理论研究。根据流体层厚度超声测量的实际情况,建立了超声波在三层介质中传播的理论模型,并由边界连续条件,得到流体层超声波反射系数的连续模型。通过对不同厚度流体层反射系数曲线的理论分析,得到流体层厚度超声反射系数测量的谐振模型和弹簧模型,即通过流体层的谐振频率和刚度系数来表征其厚度。同时,研究了三层介质的声学特性对流体层超声反射系数及厚度测量的影响。