高速精密角接触球轴承支承特性分析

根据球轴承的拟静力学分析方法 ,对高速精密角接触球轴承的支承特性 ,特别是动态性能进行了分析 ,并以实际算例说明。附图 7幅 ,表 1个 ,参考文献 4篇。     

角接触球轴承动态接触特性有限元分析

利用有限元软件ANSYS,建立了高速精密角接触球轴承接触分析的三维有限元动态分析模型,对角接触球轴承在实际工况条件下的应力应变状况进行了有限元仿真分析,直观再现了轴承在工况条件下接触区的应力、应变状况。实例计算表明,有限元分析结果与解析计算结果吻合良好,从而验证了三维接触模型的网格划分、接触算法及边界条件的正确性。同时表明,有限元理论在处理接触问题时是有效的,为进一步研究角接触球轴承的使用性能提供了可靠基础数据。     

角接触球轴承非线性动态特性分析

为分析角接触球轴承的非线性动力学特性,建立考虑球数、轴向预紧和动载荷的非线性动力学模型,求解球与内、外圈接触点处的相对位移。给出轴承系统非线性动力学微分方程组,对微分方程组进行坐标变换,进行量纲一化处理,利用数值分析软件求解量纲一化的非线性微分方程组。通过改变轴向预紧量可获得轴承的相图和Poincane图,分析轴向预紧量对轴承非线性动态特性的影响。结果表明:随轴向预紧量减小,轴承由单周期运动经倍周期分叉进入多周期运动,然后经准周期运动进入混沌运动;在满足机构运行稳定性的条件下,降低轴向预紧量能够提高轴承的使用寿命;随接触角增加,轴承由单周期运动经倍周期分叉进入多周期运动,然后经过不稳定吸引子最终进入混沌运动状态。     

基于Matlab的角接触球轴承动态接触特性分析

根据Hertz接触与滚道控制理论,对高速精密角接触球轴承进行了高速工况下的动态接触特性分析。利用Matlab编程,求解得到了高速精密角接触球轴承主要动态接触特性参数,为高速精密角接触球接触特性的有限元分析提供参考,为高速轴承的设计和应用提供了依据。     

角接触球轴承的3D接触动态特性分析

基于弹性接触动力学理论,同时考虑转速,轴向力,径向力,摩擦力与离心力的影响,建立了轴承接触动力学模型,利用数值积分和数值仿真方法对其进行了时变的接触刚度、接触力和时变位移的振动分析.结果表明,考虑影响轴承振动位移的时变因素所获得的计算结果比用传统的轴承结合部等效参数计算结果要大,该方法有效地解决轴承转速、摩擦等时变因素影响下的时变位移等问题.仿真结果为机床主轴系统的动态设计和研究轴承的时变特性提供理论依据.     

超低温角接触球轴承保持架动态特性分析

涡轮泵支承轴承由于在超低温环境下工作,其保持架兜孔通常为椭圆形。基于滚动轴承动力学理论,通过建立保持架兜孔形状为椭圆的角接触球轴承动力学方程组,研究了不同工况参数及不同结构参数对保持架打滑率和摩擦功耗的影响。结果表明,保持架打滑率随轴承转速、径向游隙以及兜孔轴向间隙增加而增加;随轴承载荷、引导间隙及保持架兜孔周向间隙增加而减小。摩擦功耗随轴承转速、轴向载荷、引导间隙、兜孔周向间隙以及轴向间隙增加而增加;随径向载荷和径向游隙增加而减小。     

角接触球轴承保持架动态特性有限元分析

为对保持架动态特性进行分析,基于ABAQUS建立角接触球轴承有限元模型,通过施加不同的转速和载荷进行动力学仿真,从保持架质心运动轨迹和质心涡动速度偏差比两方面对其动态特性进行分析。结果表明:轴承仅承受轴向载荷时,保持架稳定性随轴向载荷增大先提高后降低;同时承受轴向载荷和径向载荷时,轴向载荷和转速增大可提高保持架稳定性;径向载荷增大时,保持架稳定性降低,且径向载荷对保持架动态特性影响比轴向载荷大。     

加速过程角接触球轴承保持架动态特性分析

角接触球轴承是数控机床进给系统中的重要零部件,其加速过程转速的变化对其动态性能影响很大。以角接触球轴承7603025为研究对象,建立了角接触球轴承的多刚体动力学分析模型。采用Adams对角接触球轴承在不同径向载荷、轴向载荷和角加速度条件下的加速过程进行了动态仿真,研究了径向载荷、轴向载荷和角加速度三个工况参数对其加速过程保持架的转速、质心轨迹,以及单个滚球与保持架接触力等动态特性的影响,并进行了实验验证。研究结果表明,径向载荷与角加速度的增大会导致滚球对保持架冲击力变大,从而造成加速过程中保持架转速的波动变大和保持架质心运动不平稳;轴向载荷的增大会导致滚球对保持架碰撞力变小,从而使得加速过程中保持架转速的波动变小和保持架质心运动更平稳。仿真结果与实验结果吻合良好,验证了所建立的动力学分析模型的有效性。     

机器人用薄壁角接触球轴承动态特性分析

机器人用薄壁角接触球轴承壁薄,易于发生较大形变。采用LS-DYNA软件建立了该轴承模型,进行轴承动态特性研究。研究发现,该轴承运转过程中,钢球组稳定运转但时而伴随有较大的速度波动和应力冲击;径向载荷承载区域及最大应力的变化总体都呈现先增加后减小,最终趋于稳定;钢球和内外滚道处的最大应力值及出现的位置一直处于动态变化,并非一直位于径向载荷指向的最下部,整体应力分布沿径载方向最下部处向两边呈波动递减的趋势。对轴承在不同转速、轴向载荷、径向载荷下的振动情况分析,应控制轴承的轴向载荷不超过2500N,径向载荷不超过轴向载荷的两倍,转速不应超过16r/s。     

基于有限元法的薄壁角接触球轴承接触特性分析

滚动轴承经典理论都是以刚性套圈假设为前提,计算时不考虑套圈变形,但用于分析柔性套圈支承的薄壁轴承时,误差较大。基于ABAQUS建立薄壁角接触球轴承ZR76/82C的三维模型,分析了在柔性约束下套圈的变形情况及壁厚对套圈变形的影响,并与刚性约束的情况进行对比,结果表明:柔性约束下套圈将不再保持几何圆,与刚性约束下的轴向位移计算值相差较大;壁厚对于套圈的变形影响很大,壁厚较小的情况下不可忽略套圈的变形影响。     

角接触球轴承在减速过程中的保持架动态特性分析

减速过程普遍存在于数控机床进给系统中,该过程转速的变化对角接触球轴承动态性能的影响甚大,然而国内外对此关注甚少。以角接触球轴承7603025为研究对象,建立了角接触球轴承的多刚体动力学模型。利用Adams软件分析了径向力、轴向力和角加速度3个工况参数对角接触球轴承减速过程中保持架的转速与质心轨迹,以及单个滚球与保持架接触力等动态特性的影响。研究结果表明,径向力的增大、轴向力的减小和角加速度的增大会导致角接触球轴承在减速过程中的滚球与保持架之间碰撞力增大,从而造成轴承打滑、保持架晃动加剧,以及保持架转速曲线波动变大。     

角接触球轴承接触状态分析

本文考虑角接触球轴承所处的高温环境和不同的轴向预紧量条件,分别采用拟静力学方法和力热耦合分析方法对其进行力学特性计算分析。基于角接触轴承拟静力学,在给定径向力条件下,轴承轴向力在40～170N范围内变化时,轴承的接触应力先下降再上升,在轴向力为70N处出现最低接触应力,即轴承的预紧力合理值应在30N左右。采用力热耦合分析方法,对采用预紧力40N即轴向力为80N时的轴承接触状态进行有限元分析,获得了相应的考虑较高环境温度和转速影响的内部接触应力分布情况。结果表明,采用力热耦合的分析方法,考虑高温度环境和轴承的大负载特点,低的接触应力状态对避免轴承提前失效和保障轴承寿命更有利。     

角接触球轴承热特性分析专用软件开发

针对轴承热分析过程涉及工况、尺寸、材料参数输入不便等问题,采用MATLAB GUI软件开发工具,在建立角接触球轴承热特性分析模型和编制其数值求解程序的基础上,开发设计角接触球轴承热特性分析专用软件。该软件通过参数输入界面可以方便地输入工况、尺寸和材料等参数,而且计算的结果可以通过结果显示界面显示查看,实现参数输入界面化和温度计算结果显示界面可视化的功能。此外,该软件还具备将输入参数和计算结果进行excel文件保存的功能,,解决轴承热分析过程涉及工况、尺寸、材料等众多参数输入不便等问题,为轴承设计过程中的热控设计和参数化对比研究分析提供了便利。     

高速角接触球轴承动力学特性参数分析

根据滚动轴承的分析理论,在100000r/min的转速范围内,对角接触球轴承的接触应力、接触角、旋滚比及刚度的变化特性进行了全面分析。分析结果表明:各性能参数均呈现显著的非线性变化特征;随转速升高,轴承径向刚度及轴向刚度值也是先下降后上升,且变化范围较大;陶瓷球混合轴承几乎在所有的性能参数对比上均明显优于传统的钢球轴承,与传统钢球轴承相比,其接触应力明显降低、接触角变化较小、轴向与径向刚度变化程度相对较低、动态特性相对稳定,从而具有传统钢球轴承无可比拟的优越性。     

高速角接触球轴承动力学特性参数分析

介绍了球的动力学平衡方程和轴承整体受力平衡方程的建立,根据滚动轴承的拟动力学分析理论,对角接触球轴承的接触力、接触角、旋滚比等的变化特性进行了分析.结果表明,各性能参数均呈现显著的非线性变化特征,与传统的钢球轴承相比,陶瓷球轴承的性能参数优于传统的钢球轴承,动态特性参数的分布规律也相对稳定.     

高速角接触球轴承动力学特性参数分析

根据滚动轴承的分析理论，在100000r／min的转速范围内，对角接触球轴承的接触应力、接触角、旋滚比及刚度的变化特性进行了全面分析。分析结果表明：各性能参数均呈现显著的非线性变化特征；随转速升高，轴承径向刚度及轴向刚度值也是先下降后上升，且变化范围较大；陶瓷球混合轴承几乎在所有的性能参数对比上均明显优于传统的钢球轴承，与传统钢球轴承相比，其接触应力明显降低、接触角变化较小、轴向与径向刚度变化程度相对较低、动态特性相对稳定，从而具有传统钢球轴承无可比拟的优越性。     

预紧高速角接触球轴承动力学特性分析

以弹性力学理论、滚动轴承动力学分析理论和沟道控制理论为基础,建立了预紧高速角接触球轴承的动力学方程,采用Newton-Raphson迭代法进行求解,对预紧高速角接触球轴承的动力特性进行分析。实例表明:随着预紧力的增加,内接触角减小而外接触角增大,球的离心力、陀螺力矩和旋滚比减小,球与内、外圈的接触变形、接触应力、接触载荷及轴承刚度增大;定压预紧轴承动力特性参数受预紧力变化的影响较大,而定位预紧轴承的接触变形、接触应力、接触载荷及刚度等动力特性参数值较大。     

角接触球轴承启动过程动力学特性分析

针对角接触球轴承内部弹性非线性接触的特点,以7005轴承为研究对象,建立有限元模型,外圈旋转,内圈固定,径向空载,轴向承受预紧力,利用显示动力学方法重点分析轴承在启动过程中非稳定和稳定阶段的接触应力、位移、速度和振动加速度的变化规律,为飞轮轴承组件的研制研究提供理论依据。     

考虑动态特性的角接触球轴承微观热弹流分析

建立角接触球轴承的几何和数学模型,综合考虑几种不同轴承材料的弹流润滑性能,求得套圈采用Si3N4、滚球体采用GCr15的角接触球轴承的热弹流润滑完全数值解。在此基础上,进一步考虑角接触球轴承的几项重要基本参数(密合度、钢球数目等)及接触角随轴向载荷的变化对弹流润滑性能的影响。对轴承在承受纯轴向载荷作用下的热弹流润滑完全数值解进行分析,求得在不同轴向载荷下的压力、膜厚及温度分布图。结果表明:套圈、滚球体材料均选用Si3N4和分别选用Si3N4、GCr15两种情况下,最小油膜厚度更大,同样工况下,后者滚球体表面温度更低;密合度的增大有利于润滑油膜的形成;滚球体数量越多,油膜整体压力越小,油膜厚度越大,滚球体、套圈及油膜温度越低;轴向载荷越大,轴承的实际工作接触角越大;接触角的变化对弹流润滑具有很大影响,在考虑了接触角随轴向载荷的变化后得知,接触角增大,油膜的最小膜厚增大,最大压力减小。