蒸汽动能磨分级机轴承油冷却性能研究

利用ANSYS建立过热蒸汽条件下蒸汽动能磨分级机轴承的有限元模型,探讨不同分级机转速轴承摩擦生热、过热蒸汽、油冷却对分级机轴承温升的影响。数值模拟结果表明：分级机转速越高,分级机轴承自身发热温升越高,且上下轴承温升差值越来越大;过热蒸汽传热对分级机轴承温升影响较大,且使得上下轴承的温度差值进一步变大;采用油冷却的方式可使分级机轴承温度低于要求的最高使用温度75 ℃,而分级腔主轴段温度高于100 ℃,避免了过热蒸汽出现冷凝的情况。轴承温升实测数据与模拟结果基本一致,表明采用ANSYS数值模拟的方法可有效预测过热蒸汽状态下主轴轴承温度。     

复杂工况下脂润滑推力角接触球轴承温升特性研究

复杂工况下,脂润滑角接触球轴承的温升特性对轴承的安全运行具有重要影响。针对脂润滑推力角接触球轴承在复杂工况下的温升特性进行研究,建立了推力角接触球轴承摩擦发热率数学模型;基于传热学理论,分析主轴-轴承-轴承座系统传热方式,建立轴承温升模型,通过试验验证了模型的合理性;基于轴承温升模型,分析了轴承工况参数和结构参数对轴承外圈温升特性的影响规律。结果表明,所建模型可以较好地预测复杂工况下轴承外圈温升,仿真结果与试验结果最大误差为8.3%;轴承在运行开始后20 min内,轴承外圈温升速率较快;载荷、转速的增大以及环境温度的升高均能使轴承外圈温升增大;钢球数增多和沟曲率半径系数增大均能使轴承外圈温升下降。研究结果为脂润滑推力角接触球轴承的优化设计提供了理论依据。     

超高速主轴单元温升特性分析

对超高速主轴单元的内部热源进行了分析与计算,建立了超高速主轴单元温度场的有限元分析模型,利用ANSYS软件对其进行了温度场分析,并在此基础上研究了对轴承外圈进行强制冷却时前后轴承的温升情况。结果表明对轴承外圈进行强制冷却能够很好地降低轴承的温升。     

考虑径向热力耦合的主轴-轴承系统热网络稳态温度场分析

为快速有效地预测主轴-轴承系统的稳态温度场,考虑径向热应力、离心应力及装配应力的影响,利用主轴-轴承径向热力耦合热网络模型,分析了轴系的发热特性。结果表明:主轴-轴承系统在轴承处温升明显,螺旋冷却管道对降低轴承外圈温升作用明显,随着转速的升高,轴承温升加剧,冷却效果也更加显著。     

面向无油空气压缩机的复合式冷却风扇及其布局设计

针对摇摆活塞式无油空气压缩机泵头及主轴承均需进行有效散热之需求,设计了一种能同时兼有轴流风扇功能与径流风扇功能的一体结构复合式冷却风扇,该风扇配置有轴流单元构造与径流单元构造,可根据压缩机的不同散热任务产生并分流出两股冷却风流量,其中一股冷却风被导向压缩机气缸体及气缸盖并对它们实施散热,另一股冷却风则指向压缩机主轴承座和连杆大头轴承而对其进行降温。经实际产品运行证实,复合式冷却风扇能满足压缩机不同目标区域的冷却要求,可使气缸处的温度不超过100℃、气缸端盖处的温度不超过130℃、主轴承座及连杆大头轴承处的温度不高于75℃,籍此有效保障了压缩机的工作可靠性。     

一种多线切割机主导辊轴承冷却方法应用的研究

多线切割机主导辊轴承（以下简称轴承）温度升高是研究中关注的问题.以控制轴承内、外圈的温度为研究对象,通过水冷的方法控制轴承座温度,进而控制轴承的温度.验证了采用水冷结构控制轴承温度的新方式,其结果显示该方法是可行的.     

龙门加工中心主轴热伸长解决方案

主轴在运转过程中,伺服电动机、皮带及其他与主轴相关运动部件会因摩擦、损耗等产生热量。如果热量不能及时散发和排出,则很可能导致主轴轴承烧伤。因此,众多机床生产厂家都是对主轴轴承座外套通过恒温油的方式进行循环冷却,使主轴运转过程中绝大部分的热量随循环油带出机体,阻隔与滑枕之间的热     

风力发电机主轴轴承的温度特性分析

在建立轴承及其流体域、主轴和轴承座的六面体网格的基础上,应用Fluent软件进行了计算域的共轭传热计算,分析了轴承系统的温度分布规律,以及轴承转速、润滑脂填充量和轴向载荷对区域最高温度的影响。结果表明:轴承系统的最高温度位于滚动体上;当轴向载荷(或轴承转速)增大时,流体域和滚动体的最高温度均比内圈和外圈的升高得更快;当润滑脂的填充量增大时,流体域和滚动体的最高温度均降低,内圈和外圈的最高温度均升高。该研究可为风力发电机主轴轴承的与温度相关的设计和分析(如轴承寿命分析)提供参考依据。     

便携式无油润滑空压机冷却系统布局探讨

对某便携式曲轴箱进气无油润滑空压机冷却系统的布局进行了探索,针对该机曲轴箱轴承座温度较高的弱点,采用让部分冷却风横渡扫掠曲轴箱的冷却方案,使轴承座的温度较之采用传统冷却方式时的温度下降了大约4℃,由此提高了压缩机主轴承的工作可靠性。     

采用不同结构冷却系统时电主轴脂润滑轴承温度场仿真分析

针对高速电主轴采用脂润滑时发热量大且散热困难，极易导致润滑脂过热失效和轴承寿命缩短的问题，以B7009C轴承为研究对象，基于摩擦学和传热学理论，建立了不同转速下轴承发热量的数学模型，通过有限元软件仿真计算了无冷却结构下轴承和轴承座的温度场分布，结果表明高速下发生了润滑失效，需要设计针对性的冷却结构。分别设计了“一进一出单环形槽”“三进三出单环形槽”及“三进三出双环形槽”冷却模型对轴承外圈进行冷却，并对相同工况下3种冷却模型的温度场进行仿真分析，结果表明，达到稳态后，“三进三出双环形槽”冷却模型整体温度较低，温度分布均匀，有助于提高润滑脂的润滑性能，延长轴承寿命，减小冷却水道对轴承座支承刚度的影响。     

高速角接触球轴承稳态温度场的数值模拟及实验研究

工程应用中,高速滚动轴承由于发热引起的失效严重影响设备的正常工作,因此研究轴承的温度场至关重要.以高速机床主轴上常用的B7010C/P4Y轴承为研究对象,用整体法分析轴承的生热量,使用热网络法建立轴承稳态温度计算模型,求解不同转速、载荷和润滑油温度下的轴承温度.结果表明:各节点温度与载荷和转速成正比,钢球节点处温度最高...     

高速主轴离心膨胀及对轴承动态特性的影响

以高速主轴系统为对象,将主轴转子和轴承内圈分别等效为等截面梁和空心圆盘,计算离心力作用下主轴转子和轴承内圈的径向弹性变形,并分析主轴转子与轴承连接状态随转速升高的变化趋势。考虑旋转部件的离心膨胀变形,建立高速主轴轴承动力学模型并进行试验验证。在此基础上,研究离心效应对主轴轴承径向预紧状态的影响,揭示高速主轴轴承动态特性随转速的变化规律。研究结果表明,离心力引起的径向膨胀变形使滚动体与轴承内、外圈之间的接触角减小,接触力增加。主轴轴承的轴向刚度和径向刚度均随转速的升高而降低。轴承内圈的离心膨胀变形对轴承轴向刚度的影响可以忽略不计,而能在一定程度上提高轴承的径向刚度。     

3MZ1420A外沟磨床改造

针对双列调心球轴承外圈沟道缺少加工机床的问题,对全自动外沟磨床3MZ1420修整器部分进行了改造（该磨床原来被用来加工深沟球轴承外沟）,增大了其沟曲率半径的加工范围,从小于20mm扩大到50mm。达到了可以加工调心球轴承外圈沟道的目的。     

无心磨床常用主轴轴承分析

对无心磨床的两种砂轮主轴轴承——动压滑动轴承和精密双列短圆柱滚子轴承的性能进行了分析，通过对砂轮主轴的回转精度、轴承刚度、热温升和热平衡时间的对比，得出了滚动轴承宜作为无心磨床的砂轮主轴轴承的结论。     

Comparison of Power Losses and Temperatures between an All-Steel and a Direct Outer Ring–Cooled,Hybrid 133-mm-Bore Ball Bearing at Very High Speeds

Next-generation aircraft engines will have to face more stringent requirements for reliability, thrust to weight, efficiency, environment protection, and profitability. These requirements affect all engine modules and components, including rolling element bearings. To cope with the above-mentioned requirements, next-generation aircraft engine main shaft bearings will operate under higher loads, speeds, and temperatures and increased reliability. In addition, lighter weight components are desirable. Hence, new material and cooling technologies including weight- and stress-optimized designs need to be developed.

In this article, the experimental investigation results of a novel main shaft ball bearing featuring ceramic balls, direct outer ring cooling, squeeze film damping, as well as surface-nitrided raceways are presented. Bearing rig testing under typical aircraft engine flight conditions has been performed. Savings for oil flow quantity of more than 45% and for power loss of more than 15% were identified. Outer ring temperature reductions of more than 20 K were achieved due to the use of ceramic ball material and the direct outer ring cooling concept. The ultra-high-speed capability of the bearing was demonstrated. Rotational speeds of 24,000 rpm were achieved at bearing temperatures below 200°C. The fundamental experimental results including oil and bearing temperature distribution, power dissipation, and bearing efficiency are presented. In addition, experimental power loss and temperature results are compared with data for a conventional all-steel bearing.     

基于光纤光栅传感器的机床主轴轴承热诱导预紧力研究#br#

针对机床主轴轴承预紧力测试困难、测不准的难题,基于光纤光栅（FBG）传感器实现机床主轴轴承热诱导预紧力的在线监测。建立了考虑滚动体自旋摩擦生热及轴承内外圈与主轴和轴承座之间接触热阻的主轴单元热分析模型,搭建了主轴轴承热诱导预紧力测试系统。通过仿真和实验对比分析了不同转速下主轴单元关键组件温度分布及热诱导预紧力大小。研究结果表明,FBG传感器、热敏传感器所测温度与仿真温度预测结果是一致的,验证了所提出实时测量热诱导预紧力方法的准确性及可靠性。     

航空轴承试验台支点轴承故障分析与试验验证

针对某型航空轴承试验台主轴支点轴承抱轴、外圈断裂故障，开展轴承损伤形貌宏观检查、断裂套圈断口微观理化分析、轴承工作游隙计算分析、润滑检查分析及试验过程中试验数据复查等工作，明确了轴承故障原因为：轴承初始游隙偏小，润滑冷却效果不良，两者共同导致轴承在工作时出现了较大负游隙，滚动体与套圈滚道挤压磨损严重，最终导致轴承抱轴、套圈瞬时断裂。提出加大轴承初始游隙、增加润滑喷嘴喷射速度及改善喷射位置的措施，并开展试验验证。试验结果表明，采取改进措施后轴承润滑冷却效果改善，温升明显降低。     

具备温度感知的船用智能水润滑尾轴承设计及性能验证

提出了一种船用智能水润滑尾轴承的创新设计方法,以此辅助船舶尾轴系统在苛刻环境下的运行状态监测与性能预测。基于微型嵌入式自供电监测系统和水润滑轴承结构与材料设计,实时采集与分析船舶航行中水润滑轴承的关键性能参数,实现其运行状态辨识、评估与寿命预测。以苛刻工况下轴承内部温度变化特性及其表征为例,利用CBZ-1摩擦磨损试验机进行智能水润滑尾轴承设计方案的可行性验证。试验结果表明,轴承内部温度可以很好地反映其润滑与工作状态,常温水润滑条件下,其初期升温速度为0.1~0.4 ℃/min、末期升温速度为0~0.01 ℃/min、平稳运行时温度为29~33 ℃,而在干摩擦条件下,以上三项数据分别为0.6~1.4 ℃/min、0.03~0.25 ℃/min、36~45 ℃。不同润滑状态下的巨大差异使得通过温度判断轴承润滑状态成为可能,温度监测的实现将大大提高水润滑轴承的可靠性。     

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。