多列圆柱空心滚子轴承

一、背景 1897年米勒(Miller)获得一项滚子轴承专利,其中滚子由螺旋缠绕的金属片制成。从那以后90年间曾发表过许多有关的专利。它们大致可分三类: (1)利用空心滚子的弹性,吸收作用于轴承上的冲击载荷。 (2)利用空心滚子减少滚子重量,因而减少高速轴承中滚子的离心力,改善轴承寿命;利用空心滚子变形装配产生的预加负荷使滚子紧压在轴承内外滚道上,阻止高速轴承中滚子轻载工作时打滑以及用它来驱动轴承保持器。 (3)美国威拉尔·波文首先发现了预加载荷、无保持器、满装的圆柱空心滚子轴承具有高回转精度、高刚度及高速运转性能。其滚子的空…     

空心圆柱滚子轴承

空心圆柱滚子轴承结构很简单,见图1。它由带挡边的外圈、空心圆柱滚子及轴承内圈组成(也可以是内圈带挡边而外圈无挡边)。内圈滚道直径比装在外圈滚道的滚子内复圆直径要大些。因此轴承装置后空心滚子受压缩而略呈椭圆形。空心滚子同内外滚道间产生了相互作用力——预负荷。轴承回转时,空心滚子在预负荷作用下紧压在内外滚道上作无滑动的纯滚动。这种轴承结构上的特点是:     

一种新型机床主轴轴承空心圆柱滚子轴承

空心滚子轴承的应用始于本世纪初,用以改善轴的柔性。早在70年代初在美国预负荷的空心滚动体已用于高速轴承,靠预负荷的滚动体防止其在高加速度和大离心力条件下滚动体打滑。美国国家航空航天局(NASA)曾进行了一系列试验;苏联将此种轴承用于铁路机车车辆上,利用空心滚子变形增大滚子在滚道的接触面积,提高轴承的承载能力;日本、德国等在轧机轴承上采用一种连接销轴穿过空心滚子孔的保持器,用以节省保持器架所占用的空间,来增多滚子数量,从而增加了轧机轴承的承载能力;奥地利的斯泰尔公司(Stayr)为了减轻滚子重量,改善轴承启动和加速时的动…     

不同载荷工况下空心圆柱滚子轴承的接触分析

针对空心圆柱滚子轴承的实际工作状况,利用有限元软件ABAQUS建立了滚子轴承的有限元模型,并对其在3种载荷工况(均载、“梯形”偏载和“三角形”偏载)下进行了数值模拟,分析了不同空心度对滚子的Mises应力、接触应力和变形的影响.结果表明:偏载工况对滚子的应力和变形影响较大 ;与均载工况相比,偏载工况下滚子的“边界效应”较小;不同空心度的滚子应力和变形不同,空心度为60％的滚子的Mises应力最小.把滚子内孔由圆柱改为圆锥后,滚子的Mises应力和接触应力均减小,有效的提高了轴承的强度和使用寿命.     

空心圆柱滚子与滚道接触应力及位移分析

根据接触力学理论，用有限元方法对空心滚子轴承受载后的应力、位移和接触等情况进行了全面分析，结果表明，设计合理的空心滚子可以降低轴承的等效应力，然而，降低应力的效果与轴承所受载荷的大小有关；空心滚子轴承与实心滚子轴承同样不可避免地存在等效应力的“边缘效应”，因而，有必要通过其他设计方法来避免或降低这种等效应力的“边缘效应”，进一步提高轴承的承载能力和疲劳寿命。     

预负荷和无预负荷空心圆柱滚子轴承应力比较研究

根据接触力学理论,用有限元法对无预负荷和预负荷空心圆柱滚子轴承的接触应力和等效应力进行了分析,分析了过盈量和空心度对接触应力和等效应力的影响,比较了两种滚子轴承的接触应力和等效应力.结果表明,在相同几何和载荷条件下,过盈量合理的预负荷空心圆柱滚子轴承的应力情况好于无预负荷空心圆柱滚子轴承的应力情况,为无预负荷和预负荷空心圆柱滚子轴承的设计与应用提供了参考.     

新型空心圆柱滚子轴承振动试验

介绍一种滚动轴承振动卧式测量方案,并运用该方案对新型空心圆柱滚子轴承和实心圆柱滚子轴承的振动性能进行了对比分析,结果表明,在一定条件下,新型空心圆柱滚子轴承的振动性能优于实心圆柱滚子轴承.     

三排圆柱滚子轴承接触特性分析

建立三排圆柱滚子轴承的接触力学模型,计算分析三排圆柱滚子轴承在复合载荷下的接触载荷、最大接触应力及次表面应力的分布,以便确定每列最大载荷滚子所在的位置角。研究结果表明：第一排与第二排滚子承载区域相差180°左右,且第一排滚子承载的数量多于第二排;第三排滚子承受所有径向力,其滚子的接触应力远大于第一排和第二排。因此,适当增大第三排滚子的直径,有利于延长轴承疲劳寿命。     

圆柱滚子轴承滚子凸度量的有限元分析

用有限元方法对某汽车用圆柱滚子轴承的修形滚子的凸度量进行研究，分析凸度量对接触应力和等效应力的影响，并确定了最佳凸度量。     

无预负荷空心圆柱滚子轴承空心度的优化设计

根据接触力学理论，对空心滚子轴承进行了三维有限元分析，在此基础上对空心滚子轴承的空心度进行了优化设计，为最大限度地发挥空心滚子轴承的优势和空心滚子轴承的设计提供参考。     

滚动体素线形状对圆柱滚子轴承应力的影响

用有限元法对某型号冶金轴承进行优化设计,找出不同素线滚子的最优凸度量。通过对最优结果的对比和分析,研究滚动体素线的形状对轴承应力分布规律和最大应力的影响,为滚动轴承优化设计提供了参考。     

空心圆柱滚子接触变形的一种计算方法

空心圆柱滚子与套圈间的接触属于非Hertz接触问题.通过对空心圆柱滚子接触特性的分析,发现空心滚子与内、外圈具有线接触变形和本身弹性弯曲变形的双重特性,把空心度作为影响接触变形的一个重要参数,提出了一种计算空心滚子接触变形的方法.该方法计算的结果与有限元方法获得的结果进行对比,结果表明:对于3种不同规格的滚子分别在不同空心度及外载荷的情况下,两者计算结果相当吻合,该计算式可作为空心滚子接触变形计算的-个参考公式.     

基于接触应力的圆柱滚子轴承疲劳寿命分析

首先介绍了圆柱滚子轴承疲劳寿命的经典理论计算方法.然后运用Hertz接触应力理论计算出圆柱滚子轴承的最大接触应力,结合三参数幂函数公式确立疲劳寿命曲线方程计算出轴承的疲劳寿命值.通过改变轴承滚子数目、径向力大小以及径向游隙等参数,将基于接触应力得到的疲劳寿命结果与经典理论结果进行比较,证明了该方法的合理性.并分析了在考虑离心力作用下高速圆柱滚子轴承疲劳寿命与转速之间的关系.     

异形支承圆柱滚子轴承结构优化

使用传统弹性接触理论校核某汽车变速箱用异形支承圆柱滚子轴承接触应力,结果满足设计要求,但使用中因出现边缘应力集中而失效。建立有限元模型进行分析,认为出现边缘应力集中的原因为外圈与滚子边缘接触位置有严重折弯变形,通过在轴承外圈上增加0.2 mm过渡阶梯的改进措施,折弯变形减小了50%。经耐久性试验验证,优化后轴承满足使用要求。     

滚针轴承接触分析

建立了两弹性体的弹性接触模型,推导出了滚针轴承的弹性趋近量计算公式,并分析了滚针轴承在滚针偏斜角不断增大的过程中,其接触应力和表面层Mises应力场的分布情况,并推出了滚针轴承疲劳寿命降低20%时滚子的临界偏斜角公式。结果表明,当滚针偏斜角为0.04°时,滚针轴承端部开始出现局部严重磨损;当滚针偏斜角为0.07°时,滚针会发生断裂;并且随着偏斜角的增大,滚针轴承寿命会显著下降。     

圆柱滚子轴承的动力学分析

介绍了圆柱滚子轴承的3自由度模型的建立方法,分析了滚子与套圈、滚子与保持架、套圈与保持架间的接触或碰撞关系.介绍了使用Fortran90编写的轴承动力学分析软件包BA的程序架构.得到了滚子的运动速度、滚子与内、外圈间的接触载荷与保持架质心的运动轨迹等,并通过案例分析了圆柱滚子轴承的动力学性能,验证了BA的分析能力.     

高速圆柱滚子轴承动力学及运动仿真

在高速圆柱滚子轴承动力学研究基础上,建立了轴承瞬态动力学方程,利用Newton-Raphson和Runge-Kutta算法对其数值求解,并利用求解结果在Pro/E Mechanism中实现对滚动轴承的运动仿真。