重型磁悬浮转子跌落保护轴承失效机理

国家重点研发计划《高速精密悬浮轴承》对保护轴承跌落承载能力的要求是：转子质量不小于3000 kg,跌落转速不小于3000 r/min,抗跌落次数不小于10。基于此开展了对保护轴承设计研发及跌落失效机理的研究。提出了两种适用于跌落工况的陶瓷球混合保护轴承方案：满装球无保持架方案和非满装球带保持架方案。搭建了包含动力学、热学在内的转子跌落仿真模型,对不同方案跌落过程的受力和发热过程进行了仿真。将保护轴承安装到试验台架中进行测试,验证了仿真模型的有效性。在测试中发现无保持架保护轴承发生严重失效。对失效轴承的损伤情况进行观察和检测,发现由于滚动体间摩擦因数大,滚动体发生卡死现象,使滚动体与滚道、内圈与转子间发生持续干摩擦,造成内圈严重烧伤与磨损。     

基于最大熵法的车辆零部件可靠性分析

采用最大熵法、可靠性设计理论和工程概率设计技术研究了随机参数服从任意分布的可靠性设计问题.在对随机变量统计的基础上,运用信息熵的概念和最大熵原理,建立了随机变量的概率密度函数和结构失效概率模型,给出了零部件可靠性状态函数的前四阶矩值,采用最大熵法得出最少带有人为偏倚因素的概率密度函数的估计函数,进而获得车辆零部件的可靠度,并与蒙特卡罗方法和四阶矩方法的计算结果进行比较,获得了一致的设计结果.为车辆零部件的可靠性设计提供了理论参考.     

直流电动机轴承保持架运转稳定性的改进

由于保持架运转不稳定造成非正常磨损,导致轴承润滑失效,进而使轴承过度磨损而失效是微型直流电动机轴承的一种主要失效形式。基于对保持架运转接触情况的分析,提出了减轻保持架自身质量和优化保持架与套圈接触的2种特殊结构形式,并通过试验确定了较为合适的结构类型。     

高速滚子轴承保持架动力学分析

高速轴承失效的主要原因是保持架运动不稳定和破坏。本文系统地分析了高速滚子轴承中保持架的受力模型，建立了保持架的运动力学运动方程。在求出轴承整体稳定的拟动力学解的基础上，利用Runge-Kutta方法计算了保持架质心随的变化规律，并了研究了轴承结构参数对保持架运动的影响。     

涡喷发动机高温高速轴承失效机理及改进措施

介绍了涡喷发动机高温高速轴承中导引面严重磨损和轴承的热失稳等失效形式的特征 ,分析了保持架和内圈引导面之间“软磨硬”的异常磨损失效机理 ,指出“软磨硬”是由轴承保持架内引导面对套圈的高速高频振动造成的 ,轴承引导面材料摩擦性能不匹配和润滑油严重污染加速了磨损进程。同时 ,从轴承的性能参数方面分析了轴承的热失稳产生的原因。台架模拟实验再现了导引面严重磨损的主要失效形式 ,提出并实验验证了采用陶瓷轴承和导引面材料改性技术克服异常磨损的技术措施     

航空发动机主轴轴承失效模式分析

航空发动机圆柱滚子主轴承常常因为工作条件恶劣,发生失效。采用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪、X射线光电子能谱等对服役后的圆柱滚子轴承进行失效分析。结果表明:根据失效机制与微观形貌对失效模式,可以将圆柱滚子轴承的失效模式分为8种不同的失效模式,包括划伤和擦伤、打滑蹭伤、压坑凹坑、疲劳剥落、振纹、受热变色、内圈烧伤、保持架镀银层磨损。对打滑蹭伤、烧伤和保持架镀银层磨损等失效模式的轴承进行分析,结果表明:在打滑蹭伤的轴承表面发现O元素,表明打滑蹭伤过程中发生了氧化磨损;在烧伤轴承表面发现了Fe的氧化物FeO和Fe₂O₃,表明轴承在烧伤时温度较高,润滑油膜被破坏,滚子和内圈互相接触发生剧烈磨损;保持架表面银层脱落,部分磨损区域露出铜表面,表明保持架在服役过程中发生了摩擦磨损。     

槽形保持架轴承早期失效分析与防止

圆柱滚子槽形保持架轴承的失效形式主要是保持架早期磨损。针对造成该问题的三种因素：滚子倒角尺寸、保持架加工工艺和装配工艺进行改进和控制，有效解决了保持架早期失效问题，提高了槽形保持架轴承的使用寿命。     

基于信息熵理论中的含模糊参数的响应面法

利用信息熵理论中的概率熵与模糊熵之间的关系式，建立两类不同性质变量之间的转换关系，然后利用这种关系建立一种新型的含有模糊随机变量的响应面法，或根据不确定的信息量，用最大熵法直接建立近似的概率密度函数表达式，算例显示本文方法的可行性和有效性，最后指出，如果结合并行算法，可以从根本上解决响应面法计算效率不高的缺点，使响应面法可用于大型结构的可靠性分析。     

6201-2RZ深沟球轴承保持架断裂故障分析

6201-2RZ轴承装在某型电机上使用至38小时发生抱死,经对轴承故障特征的理化分析,发现轴承在工作时承受了过大的轴向力,钢球的工作轨迹偏离正常位置使钢球的接触载荷增大,形成恶性循环,使润滑脂失效,造成轴承卡死,保持架断裂。     

随机参数刚架结构的平稳随机位移响应动力可靠性分析

研究物理参数具有随机性的刚架结构的平稳随机位移响应动力可靠性的计算方法。考虑结构的物理参数具有随机性，从结构随机响应的频域表达式出发，利用求解随机变量数字特征的代数综合法和矩法，导出随机参数刚架结构在平稳随机激励下的位移及速度响应均方值的数字特征，再由动力可靠性的Poisson公式导出结构动力可靠度的计算公式。通过算例就各参数的随机性对结构动力可靠度的影响进行分析，验证本文方法的可行性。     

风电机组主轴承的设计与技术要求

介绍了风电机组主轴承中滚子尺寸、保持架结构确定的原则及套圈、保持架材料的性能要求,运用有限元分析软件对该轴承的结构及保持架的强度、刚性进行了校核计算;运用转盘轴承计算软件对轴承寿命进行了校核计算,并在此基础上完善了轴承的结构设计,消除了由于轴承结构和保持架的刚性不足造成轴承早期失效的因素。     

钢铁止推轴承的设计改进

本文所述推力调心滚子轴承是钢铁行业中较常用的一种止推轴承。原轴承采用常规结构,在使用过程中由于衬套硬度不足,开放式的保持架爪极易磨损变形、断裂,导致轴承失效。特设计一种新型保持架,取消衬套,保持架采用一座和一盖用螺钉联接起来的结构,这样安装和拆卸可靠,提高了生产效率。     

滚动轴承性能保持可靠性预测

为了计算滚动轴承性能的失效程度,提出滚动轴承性能保持可靠性的新概念,基于最大熵原理,建立性能保持可靠性评估模型。由滚动轴承运行性能最佳时期的性能数据,基于自助再抽样法获取大量样本数据,运用最大熵原理构建样本数据的概率密度函数,根据小概率事件原理得到性能随机变量的置信区间。根据泊松计数原理,获取性能抽样数据落在置信区间之外的频率,计算滚动轴承在未来时间的性能保持相对可靠度,预测滚动轴承保持最佳性能状态的失效程度。试验证明,该模型无需事先设定性能阈值,也无需样本概率密度函数的先验信息,且预测最佳运行性能状态失效程度的准确度高。     

轴圆台磨床变速箱的故障分析

我厂一台垂直轴圆台平面磨床,加工发动机凋整盘平面时,多次发生质量问题,光洁度下降,并发生工作台传动齿轮箱轴承研碎,卡死工作台的现象。经现场拆卸检查,发现工作台传动齿轮箱内混有冷却液,润滑油污染严重。传动轴上的单列圆锥滚子轴承保持架破裂成碎片,滚柱松散。在二十倍的放大镜下观察,发现轴承内外环滚道上有棕黄色的环带,在环带上出现一段烧伤,痕迹较宽。轴承内环滚道上还有几道圆滑的凹坑,不象疲劳剥落的痕迹。内外环滚道稍外侧有一圈轻微而不均匀的粗糙痕迹并附有红色和棕黄色的残留物,在残留物中有磨损下来的金属粉末。轴承表面也有红色和黑色的干金属粉末。根据以上资料分析如下: 1. 单列圆锥滚子轴承的保持架破碎,滚柱松散。     

水泵轴连轴承的常见失效形式与改进

水泵轴连轴承失效形式主要为:心轴断裂,心轴滚动表面、外圈沟(滚)道表面、滚动体表面的磨损和疲劳剥落及密封失效。针对其主要失效形式,对轴承的内部几何形状及保持架和密封结构进行了改进。     

高速圆柱滚子轴承柔性保持架的动力学分析

针对高速圆柱滚子轴承的实际工作情况和失效机理,考虑了构件柔性变形的影响,在ADAMS中创建了保持架为柔性体的刚柔耦合轴承模型,采用子结构模态综合法建立了轴承动力学运动微分方程并探讨了主要相互作用力的求解方法,开发了相应的分析软件,研究了不同工况和结构参数对轴承保持架动态性能的影响规律。结果表明,振动应力引起的疲劳失效多发生在保持架过梁处,低于538.78 Hz的频率范围内保持架不会发生共振现象;高速轻载下保持架打滑更为严重,保持架的柔性处理更符合实际情况,提高了仿真精度。     

齿轮磨损和接触疲劳竞争失效可靠性模型

为了计算齿轮可靠度,针对磨损失效和疲劳失效2种常见的失效方式,分别建立了失效概率模型,在此基础上计算出可靠度,并考虑了服从泊松过程的冲击对磨损和接触应力的作用。磨损采用累积磨损的形式,建立了磨损-磨损阈值干涉模型。接触疲劳失效考虑随机强度退化,建立了动态强度-应力干涉模型。以某矿用挖掘机提升减速器中的齿轮为研究对象进行可靠性分析,对模型和方法进行验证,得到了考虑冲击作用的2种失效模式竞争的齿轮可靠度计算结果,分析了不同冲击参数下可靠度值。结果表明,模型对于估计寿命、材料选取等工程问题有一定的参考价值。     

高速滚子轴承保持架碰撞模型与运动分析

分析了高速滚子轴承中保持架的复杂受力，建立了保持架的碰撞动力学模型和保持架的动力学运动方程。在轴承整体稳定的拟动力学解的基础上，利用四阶Runge-Kutta积分方法计算了保持架质心随时间的变化规律。同时举例分析了轴承结构参数对保持架运动稳定性的影响。     

F4人字齿轮减速机轴承失效分析及改进

针对国内某2050热轧生产线,F4人字齿轮减速机用调心滚子轴承多次发生保持架断裂的问题,对保持架失效的情况进行了介绍。分析了保持架失效的原因,认为减速机高速轴轴向窜动量大,轴承外圈在偏心套内游动不良,引起两列滚动体受载不均,次承载列的滚动体对保持架产生额外冲击载荷,造成保持架疲劳断裂。采取了优化偏心套设计、改进轴承结构等措施,提高了轴承使用寿命。     

单圆盘转子系统动力可靠性理论研究

从单圆盘转子系统的不平衡响应出发 ,提出了转子系统的激振 -固有频率干涉模型 ,建立了单圆盘转子系统不平衡响应可靠性计算理论 ,分析了设计参数对单圆盘转子系统动力可靠度影响的灵敏度 ,使得有可能在设计阶段估计转子系统不发生共振的可靠度。