滚动轴承油气润滑及喷油润滑温度场对比研究

分析滚动轴承内部生热机制,计算不同转速下油气润滑和喷油润滑的轴承滚道表面对流换热系数;应用Workbench流场分析模块,建立滚动轴承流体域几何模型,对不同转速下滚动轴承油气润滑和喷油润滑时轴承腔热流耦合温度场进行仿真分析。结果表明,当轴承转速较低时,油气润滑和喷油润滑时轴承腔最高温度基本相同,但油气润滑条件下轴承腔的整体温度远远低于喷油润滑方式;当轴承转速较高时,油气润滑条件下的轴承腔最高温度要远远低于喷油润滑条件下的轴承腔最高温度,从而验证了高速工况下油气润滑的优越性。     

不同环境温度下滚动轴承脂润滑性能台架测试

采用台架测量装置测试了不同环境温度下滚动轴承润滑脂的性能,研究环境温度、轴承转速、载荷和润滑脂锥入度对轴承力矩和温度的影响。结果表明：环境温度较低时,轴承启动力矩和运行力矩整体较高,轴承温度变化较为明显,润滑状态较差;随环境温度升高,轴承力矩和温度变化幅度均下降,轴承的润滑状态好转;高速乏油和重载条件下,轴承的力矩和温度增大,润滑状态变差。不同环境温度下润滑脂的表观黏度差异、不同转速下润滑脂的受剪切程度以及由此引起的润滑脂分油率的不同,是轴承呈现不同润滑状态的主要原因。     

高速滚动轴承油气润滑试验研究

对高速滚动轴承7006C进行了油气润滑试验研究。测试了油气润滑供油量、润滑油粘度、油气压力和转速对被试轴承温升的影响，确定了高速滚动轴承合理的油气润滑参数。试验表明：随着供油量增大，轴承温度呈现由大变小，再由小变大的渐进变化；随着粘度指数的增大，轴承温升同样呈现由大到小，再由小到大的变化过程；在本试验装置额定的油气压力范围内，随着油气压力增加，轴承温升呈单调下降趋势；随着转速的升高，轴承温升相应地增加。     

轴承摩擦力矩特性试验台的研制

为测试工作在高温、低温及高速等苛刻条件下滚动轴承的摩擦力矩/速度特性,研制了轴承摩擦力矩特性试验台。介绍了试验台的技术方案,并模拟轴承的载荷、转速、温度、润滑等工况条件,测试了轴承的摩擦力矩特性,为轴承的摩擦力矩特性分析提供准确的试验数据。     

油气润滑滚动轴承试验装置的研制

根据油气润滑技术的特点,研制了一台可以用于油气润滑滚动轴承的试验装置。该装置具有对加载、转速、油气润滑的供油量、供气量、进气位置等参数的调整功能,能对滚动轴承外圈温度变化过程进行测试。通过一组具体的试验,证明该试验装置达到了预期的功能要求。与传统的连续供油润滑方式相比,采用油气润滑方式,可以使滚动轴承的温升速度大大降低,表明油气润滑与传统润滑方式相比的确具有十分显著的优越性。     

滚动轴承油气润滑性能测试系统

针对滚动轴承在油气供油条件下的润滑行为,设计了一套滚动轴承性能测试系统。该系统采用滑动轴承电主轴作为支撑部件,以保证测试过程中被测轴承定位的稳定性和高转速及大载荷的需求。该系统可在不同的转速和载荷条件下,评估出供油间隔、供气压力、供油位置等供油参数对轴承润滑性能的影响,从而为实际工程应用提供优化的供油参数。     

基于STAR-CCM+的高速角接触球轴承喷油润滑研究

喷油润滑系统广泛应用于高速滚动轴承,喷油润滑条件下轴承温升特性是影响轴承动态工作稳定性的重要因素。基于两相流理论,以71904C角接触球轴承为研究对象,建立全轴承模型,采用旋转坐标系描述各组件运动,分析滚动轴承在不同参数下喷油润滑的两相流与传热效率的影响规律。结果表明：随着轴承转速增加,轴承搅拌力矩也相应增加,导致轴承内部温度升高;润滑油运动黏度增加,轴承内部流场搅拌力矩增加,导致轴承温度升高;轴承喷油速度增加,内部流场温度呈现先增加后降低趋势,因此存在一个最佳喷油速度使得轴承温升最低。     

高速角接触球轴承油气润滑温升特性研究

油气润滑系统广泛应用于高速滚动轴承,油气润滑条件下轴承温升特性与温度场分布是影响轴承极限转速与动态工作稳定性的重要因素.基于高速滚动轴承摩擦学与两相流理论,以角接触球轴承为研究对象,建立了油气润滑条件下轴承与流体域之间的流固耦合模型.利用流体仿真软件Fluent对油气润滑条件下高速角接触球轴承与流体之间的传热方式及温度场分布进行了数值模拟分析,得到了轴承与轴承腔体的温度场分布.并进一步研究了供油量、润滑油粘度、轴承转速和载荷对轴承温升的影响,得到了油气润滑参数等与轴承温度场热平衡之间的关系.结果 表明:轴承转速与径向载荷是影响高速滚动轴承生热量与温升的主要因素,轴承内部温度场分布不均匀,对于特定工况存在最佳供油量与润滑油黏度使轴承温升最小.     

高速滚动轴承柔性转子试验机

支承高速柔性转子的滚动轴承的寿命、可靠性及失效形式十分复杂,很难得到准确的理论分析结果。因此新研制了高速滚动轴承柔性转子试验机,可以模拟轴承的载荷、转速、润滑等工况条件,测试支承柔性转子系统的轴承性能,为高速轴承性能分析提供准确的试验数据。对支承柔性转子的滚动轴承进行了试验,验证了试验机的可靠性,发现与刚性转子系统相比,柔性转子系统振幅增大且轴心轨迹复杂,这将影响支承轴承的动力学特性。     

双层滚动轴承热学特性研究

磁悬浮轴承系统通常采用滚动轴承作为保护轴承。基于传热学、滚动轴承摩擦学以及转子动力学等理论,建立一种用两个滚动轴承组成的双层保护轴承(Double-decker auxiliary bearing,DDAB)的热学模型,通过建立热传递方程,计算轴承的摩擦热和温度分布,研究DDAB的热学特性。研究内容如下:建立双层滚动轴承(Double-decker rolling bearing,DDRB)的热传递模型,推导热传递阻抗和热传递方程,计算DDRB在普通运转条件下达到热平衡时的温度分布;研究不同结构、载荷、转速、润滑剂粘度、材料属性等参数对轴承温升的影响,并对比其与普通轴承在相同工况下的热学特性;建立试验台,实际测量轴承的温升,研究不同结构形式和润滑参数条件对于轴承热学特性的影响,探讨可以降低发热的主要措施。研究结果表明:DDRB的径向载荷和内圈转速直接影响轴承摩擦力矩的大小进而影响轴承的发热,在相同工况下DDRB比普通滚动轴承的内圈温升要小5%～20%,外圈温升要小10%～30%;结构、润滑剂粘度、材料的热学性能对轴承内外圈温度分布影响较大,润滑剂的填装量在轴承空间的1/3,采用Z形结构、铝制中圈、陶瓷滚动体等...     

保持架引导方式对球轴承油气润滑两相流流型的影响

滚动轴承高速运转时,轴承腔内润滑油与空气相互作用形成涡旋,影响油气运输及整体润滑性能.针对角接触球轴承腔内油气两相流的流动状态,运用VOF方法和滑移网格,建立油气两相流三维瞬态仿真模型,分析了在保持架不同引导方式下角接触球轴承腔内油相流型、轴承腔内周向流型以及涡旋等变化规律.该研究对高速轴承结构设计、润滑结构及润滑参数...     

油气润滑下滚动轴承内润滑油输运与分布试验观察

受限于试验设备与试验条件,针对油气润滑的研究多基于数值模拟或球-盘点接触试验,这不符合轴承内部实际接触情况,特别是轴承内润滑介质的分布与输运的试验研究相对缺乏。搭建滚动轴承润滑行为模拟试验台,采用玻璃外环代替轴承外圈,利用光学方法直接观测油气润滑下滚动轴承内润滑油的分布与供给过程,并以SKF6008深沟球轴承为研究对象,分析转速和供气压力对供油效果的影响,结果表明：油气润滑输运的油滴可铺展在轴承外圈内表面,直接供给接触区;高压气体在较高转速下能够输运供给油层至接触区附近。     

滚动轴承打滑蹭伤试验研究

基于高速滚动轴承试验机对滚动轴承打滑蹭伤展开试验研究,获得不同工况参数下滚动轴承打滑蹭伤的临界转速;研究滚动轴承在打滑蹭伤临界转速下不同运行时间对滚动轴承磨损程度的影响,以及滚动轴承打滑蹭伤后,继续以更高转速运行对滚动轴承磨损程度的影响。结果表明:滚动轴承发生打滑蹭伤瞬间伴随着摩擦扭矩、温度及振动加速度的同步突增,且其在润滑不充分及轻载工况下出现打滑蹭伤时的临界转速更低;滚动轴承在打滑蹭伤临界转速下运转时间越长,磨损越严重,这可能是由于打滑蹭伤破坏滚动轴承表面光洁度,使摩擦因数增大从而导致磨损速度加快;滚动轴承打滑蹭伤后,继续以更高转速运转时易出现二次淬火烧伤,大大降低轴承使用寿命。     

滚动轴承油气润滑的研究

介绍调整滚动轴承的油气润滑方法。研制出膜片式和自吸式微量供油装置,获得满足要求的油气混合液体。通过轴承温度对比试验,证实对高速球轴承油气润滑时温度低于脂润滑。     

NSK滚动轴承研究和发展的最新趋势

ＮＳＫ对滚动轴承的研究开发涉及到轴承技术的各个方面,计算机辅助设计、轴承性能的动力学分析和有限元分析,可以提高轴承转速、延长寿命和减小力矩;验证了常用公式在重载条件下的可靠性,研究了贫油润滑;用于飞机燃气涡轮泵的陶瓷轴承（氮化硅球）其ｄＮ值已达２．２×１０＾６,汽车用圆锥滚子轴承实现了节能运转;自行研制了３０多种规格的润滑脂,分别满足低噪声、低力矩、长寿命和高速要求;开发了洁净的轴承钢,给出了修正     

油气润滑滚动轴承最佳供油量试验研究

在自行研制的油气润滑滚动轴承的试验装置上,研究了在不同载荷下供油量变化对油气润滑滚动轴承外圈温度的影响过程。结果表明,发现随着载荷的升高,最佳供油量的数值不断增大,表明油气润滑在不同的工况条件下要采用不同的最佳供油量进行工作,才能实现最佳的油气润滑效果。     

高速脂润滑滚动轴承密封结构优化与漏脂试验*

针对高速脂润滑滚动轴承密封过早失效的问题,建立油封的热-应力耦合有限元模型,研究油封主要参数和轴承工况参数对油封唇口的最高温度和最大接触应力的影响规律,对油封结构参数进行优化,利用强化温升漏脂试验台进行试验验证。结果表明：高速脂润滑滚动轴承油封密封性能的研究应该考虑温度的影响;唇口的最高温度随轴向过盈量、橡胶材料硬度、密封面摩擦因数、轴承转速和轴承腔内温度的增大而增大;最大接触应力随轴向过盈量和橡胶材料硬度的增大而增大,随密封面摩擦因数、轴承转速和轴承腔内温度的增大变化不大;密封结构优化后,平均漏脂率下降了56.7%,平均温升下降了54.3%。     

新一代双层高精密滚动轴承

介绍了双层高精密滚动轴承DDHPB的基本概念及工作原理，在不同转速和径向载荷条件下，对DDHPB轴承和普通轴承进行了对比试验。结果表明，采用DDHPB轴承可使摩擦力矩或摩擦系数减小，温升降低。     

滚动轴承润滑研究中的几个问题

滚动轴承是高端装备中不可缺少的重要部件,轴承润滑问题的研究为滚动轴承设计、润滑剂选择、轴承可靠服役等提供理论基础。针对滚动轴承润滑相关的几个科学问题,重点概括了滚动轴承润滑数值计算方法及应用,总结了润滑油膜厚度和轴承内部润滑介质流动分布可视化测量技术,阐述了与润滑脂组分相关的机械剪切与温度等参数对润滑特性的影响机制,介绍了滚动轴承固体润滑机制,并从工程设计角度分析了轴承的润滑设计。基于当前研究现状,认为轴承润滑研究应重点面向真实条件下轴承润滑理论计算、与应用工况匹配的先进润滑材料的开发以及轴承润滑评测方法研发3个方面进行发展。     

油气润滑应用在高速轴承中的实验研究

设计制造了一种用于高速轴承实验研究的实验台,用于测试供油量、润滑油粘度、油气压力、转速和油气温度对轴承温升的影响.受到润滑油粘度、温升和转速的影响,油气温度和出口压力对轴承温升有明显影响,油气温度越低,出口压力越大,温升越低.结合轴承润滑条件的分析,给出了轴承的润滑参数选取标准和供油量的最佳值.