基于全钢轴承的混合陶瓷球轴承系列化设计

在全钢轴承设计理论的基础上设计精密混合陶瓷球轴承,使相同型号及球径的混合陶瓷球轴承和全钢轴承在相同载荷状态下内部沟道的最大接触应力相同,基于此设计理念,介绍了混合陶瓷球轴承的设计方法,并对部分轴承设计参数进行了优化调整。     

超高速主轴轴承

介绍用于机床高速主轴的两种超高速角接触球轴承；小滚珠的陶瓷滚球轴承。这种轴承具有优越的高速性能，低发热和高刚度。     

超高速角接触陶瓷球轴承球径对性能的影响规律及其参数优化

建立了超高速角接触混合陶瓷球轴承计算模型,同时给出了旋滚比及轴向刚度的计算公式.根据高速角接触球轴承球径的约束条件,分析了在不同转速及轴向栽荷的情况下,球径对于接触栽荷、接触应力、旋滚比及轴向刚度等性能参数的影响.通过以上性能参数随球径变化的规律,结合球径取值为离散量的特点,提出了球径的优化设计方法.     

超高速主轴轴承内部润滑状态分析

基于稳态Ree-Eyring模型点接触热弹流润滑理论,采用多重网格法分析了油气润滑超高速主轴轴承在不同结构参数和工况条件下内部各接触区域的润滑状态;通过对轴承内部球与内、外套圈滚道之间的润滑状态进行系统仿真,分析了轴承转速、轴向预载荷、球径和初始接触角等基本参数对超高速主轴轴承内部润滑状态的影响。结果表明:超高速运行状态下的主轴轴承,其内部接触区的润滑油膜温度急剧升高,制约着电主轴轴承极限转速的提高;优化轴承的球径和初始接触角可使轴承内部接触区达到最佳的润滑状态;轴承的轴向预载荷对内部接触区的润滑状态影响不大。     

高速微型球轴承摩擦力矩分析与试验研究

基于热弹流润滑理论建立高速微型球轴承摩擦力矩理论分析模型,并借助于高速精密微型轴承试验机,在轴承内圈旋转工况下,进行试验验证。分析与试验结果表明,轴向预紧力一定时,摩擦力矩随转速的增加而增大。建立的理论模型适用于高速微型球轴承的分析,也可用于分析轴承载荷、环境温度、结构参数、润滑油特性以及轴承工况等对高速微型球轴承摩擦力矩的影响。     

高速精密角接触球轴承结构及性能

以高速精密角接触球轴承为对象 ,介绍了它的基本结构和结构参数 ,定性分析了它们对轴承高速性能和刚性性能的影响 ,给出了用于高速旋转和超高速旋转应用场合轴承结构及结构参数的确定原则。这些确定原则对其他高速精密轴承也有一定的借鉴作用。附图 1幅 ,参考文献 11篇     

高速陶瓷球轴承脂润滑试验研究

在自行研制的高速轴承试验台上，对型号为6305的三点接触高速混合式陶瓷球轴承在载荷1500N，27000r/min工况下用两种润滑脂进行试验研究，并将筛选结果和油润滑条件下的温升和功耗进行了比较。试验结果表明：KK3润滑脂的可以在高速情况下对混合式陶瓷球轴承实现有效的润滑；同时kk3脂润滑下陶瓷球轴承的功耗比用10号主轴油润滑下的陶瓷球轴承低24.1%，该结果对于简化高速、短寿命轴承的润滑系统和提高轴承可靠性有重要意义。     

混合式陶瓷轴承沟道结构参数的简化算法

以目前钢轴承的结构参数合理正确和轴承滚动体与内外圈滚道在相同的接触应力及接触面积作用下具有相近的接触疲劳寿命及发热为前提 ,以相同负荷作用下 ,混合式陶瓷球轴承与相应钢轴承的接触应力和接触面积相等为依据 ,给出了混合式陶瓷球轴承内外圈沟道结构参数的简化计算方法。以 6 2 0 9深沟球轴承为例 ,对相应的混合式陶瓷球轴承的沟道曲率半径进行了计算 ,以计算结果制造的混合式陶瓷球轴承的运转性能完全能够满足使用要求     

高速数控机床主轴用陶瓷轴承的研究进展

陶瓷球轴承是超高速主轴中性能较好而又比较经济的轴承,目前试验室中该轴承的d_m·n值已达4×10~6mm·r/min,工业生产阶段的d_m·n值为2.56×10~6mm·r/min。拟静力学模型能有效地计算出陶瓷轴承在给定载荷和转速下的刚度、疲劳寿命、接触角、接触变形等性能参数,对高速陶瓷球轴承设计仍然非常有用,普通材料轴承的动力学模型对陶瓷轴承的有效性还需对其推断进行试验验证。     

混合陶瓷轴承的高速性能试验

对混合陶瓷球轴承的温升和振动特性和同类型轴承进行了对比试验，表明混合陶瓷球轴承有更优异的高速性能，是具有应用前景的高速主轴轴承。     

Ultra-High-Speed Performance of Ball Bearings and Annular Seals in Liquid Hydrogen at Up to 3 Million DN (120,000 rpm)©

The ultra-high-speed performance of a hybrid ceramic 25-mm-bore ball bearing, as well as that of floating-ring seals with a sealing diameter of 30 mm, was determined in liquid hydrogen at speeds to 120,000 rpm, 3 million DN, under thrust loads to 3,140 N and sealed pressures to 1.7 MPaG. The bearings had Si₃N₄ balls and a single outer land-guided retainer. The hybrid ceramic bearing exhibited excellent performance at high load, contrasting with the seized all-steel bearing; however, the ceramic balls developed superficial micro-cracks due to frictional heating. Effective cooling of the bearing was achieved by increasing the jet speed through the nozzles. The bearing power loss drastically increased with increasing speed and cooling flow rate. The critical load capacity without bearing damage was also evaluated. Furthermore, the sealing performance of the one-ring seal was superior to that of the two-ring seal in preventing the sealing ring seizure against the runner.     

单元尺寸在混合陶瓷球轴承动态特性分析中的影响研究

在建立混合陶瓷球轴承6801CE的二维有限元接触模型的基础上,采用不同的单元长度对模型进行网格划分,并施加8种不同的载荷进行求解,得到了接触变形图,通过分析比较获得了轴承的滚动体与内外套圈接触的边界条件,为分析混合陶瓷球轴承6801CE的三维动态特性奠定了基础。     

大温差下混合式陶瓷球轴承的结构匹配性设计

考虑混合式陶瓷球轴承元件之间和轴、轴承座材料之间的差异，以及过盈安装条件的影响等，推导了轴承与轴及轴承座之间过盈量对轴承游隙的影响公式；推导了大温差条件下轴承元件的约束热变形及对轴承游隙的影响公式，给出了大温差条件下工作的混合式陶瓷轴承的结构匹配性设计步骤。文章最后用实例说明了匹配性设计的必要性。     

材料非线性对混合陶瓷球轴承有限元分析的影响

重点研究了材料非线性行为在有限元法分析混合陶瓷球轴承接触问题中的影响。首先对混合陶瓷轴承中的轴承钢GCr15进行了材料单轴拉伸试验,以确定其材料性能参数,再通过对几种接触模型的材料线性和材料非线性有限元分析、试验研究和赫兹接触理论计算,将这些结果比较分析,得到材料非线性对有限元接触分析在不同情况下的影响,从而对材料非线性行为在有限元接触分析中的应用做出评估。     

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.     

高速角接触陶瓷球轴承径向刚度的分析计算

由于材料特性上的差异,直接用角接触球轴承径向刚度计算公式来计算混合陶瓷球轴承径向刚度会产生较大的误差,因此通过原公式计算值与实验值的对比,提出了混合陶瓷球轴承径向刚度的修正计算公式,并以GMN公司生产的某型号轴承为对象进行了验证,结果表明:修正值与实验值基本保持一致,误差不超过2%,从而提供了一种计算角接触陶瓷球轴承径向静刚度的简便方法.     

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.