负游隙对特大型双排四点接触球轴承载荷分布的影响

给出负游隙双排四点接触球轴承接触载荷分布的计算模型。采用Newton–Raphson法计算了某型号双排四点接触球轴承在联合载荷时不同负游隙下的接触载荷分布情况,分析负游隙与轴承接触载荷分布的关系,并与经验公式的计算结果进行对比。结果表明：计算模型正确合理。随着负游隙绝对值增大,发生4点接触的钢球数越多,直到所有钢球都发生4点接触;轴承中最大接触载荷随负游隙绝对值的增大先减小后增大。双排四点接触球轴承上排钢球与滚道接触的最大接触载荷比下排球与滚道接触的最大接触载荷大。     

基于赫兹理论的大型负游隙四点接触球轴承的接触分析

给出了用赫兹接触理论对大型负游隙四点接触球轴承进行接触分析的方法,并以3-645K转盘轴承为例,计算空载时不同负游隙下钢球与内、外圈滚道之间的法向接触压力.结果表明:轴承4个接触点处的接触载荷随负游隙绝对值的增大而增大,负游隙的微小变化对接触力的影响很大.     

特大型负游隙四点接触球轴承接触应力分析

给出了特大型负游隙四点接触球轴承接触点处应力分布的分析方法,并计算了某型号转盘轴承在空载时不同负游隙下球与内外圈之间的接触应力和接触区面积.结果表明:空载时,负游隙轴承发生四点接触,四点处接触面积近似相等,接触应力分布近似一样,内圈受到的接触应力略大于外圈.负游隙绝对值越大,接触区面积越大,接触应力也越大.可以通过增大负游隙绝对值来提高轴承摩擦力矩.     

负游隙对轮毂轴承摩擦力矩的影响研究

通过大量研究发现,汽车轮毂轴承单元的负游隙对其摩擦力矩存在较大的影响。为了明确轮毂轴承负游隙对其摩擦力矩的具体影响,研究了汽车轮毂轴承摩擦力矩的计算方法,以某型号轮毂轴承为例,建立了轮毂轴承负游隙的接触理论模型,分析表明负游隙对钢球与内外圈滚道的接触载荷存在影响。设计了相关试验进一步探究负游隙对轮毂轴承摩擦力矩的关系,试验表明,负游隙对轮毂轴承的摩擦力矩存在较明显的影响,摩擦力矩的平均差值达到了0.2Nm,且随着负游隙绝对值的减小,摩擦力矩呈减小的趋势,这一结论可以为提升轮毂轴承的效率提供参考依据。     

游隙及载荷对滚动轴承载荷分布的影响

基于滚动轴承动力学、Hertz弹性接触理论和轴承宏观几何学,建立了滚动轴承的分析模型。分析游隙及载荷对滚动轴承载荷分布的影响。分析结果表明:随着径向游隙的减小,轴承的接触分布范围角增大;随着径向载荷的减小,轴承接触分布范围角减小;当轴承出现负游隙时,轴承内、外圈相对变形量较小,但轴承中滚动体的平均载荷增加,会导致轴承寿命降低。     

游隙对交叉圆柱滚子转盘轴承载荷分布的影响

游隙是影响滚动轴承性能的一个重要参数。研究了游隙对交叉圆柱滚子转盘轴承载荷分布的影响规律。首先,建立轴承载荷分布的计算模型并得到一组平衡方程,然后采用Newton-Raphson法计算某型号轴承在联合载荷作用下,不同游隙值时两个接触对的载荷分布情况,分析游隙对滚动体最大接触载荷的影响规律。结果表明,随着轴承游隙的减小,承担载荷的滚动体数目逐渐增多,且滚动体载荷分布趋向均匀化。轴承最大接触载荷随着游隙的减小,先减小后增大。当游隙在负游隙一侧取值时,有利于提高轴承的承载能力。     

负游隙四点接触球轴承的刚度计算

分析了负游隙四点接触球轴承分别承受纯径向和纯轴向载荷时的载荷分布,根据Hertz理论的载荷与变形关系,推导出了负游隙四点接触球轴承径向和轴向刚度的计算公式,以QJ1830轴承为例进行了分析计算,并对正、负游隙时轴承的刚度进行了对比,结果显示负游隙时轴承的径向和轴向刚度均得到提高。     

游隙对铁路客车轴箱轴承性能的影响分析

基于RomaxD esigner软件,分析了铁路客车轴箱两套圆柱滚子轴承的径向工作游隙对滚子最大接触载荷、接触载荷分配、最小油膜厚度、轴承刚度及轴承疲劳寿命的影响,得出径向工作游隙是影响轴承力学性能的关键因素。分析结果表明:在给定的工况下,当内外侧两套轴承的径向工作游隙相差较大时,会导致两套轴承的载荷分配不均匀,进而使两套轴承的疲劳寿命不均衡,故两套轴承应采用相同的原始游隙,两套轴承的径向工作游隙差值要尽可能小;随着径向工作游隙的增大,模型中受载滚子个数逐渐减小,滚子的接触载荷分配曲线类似于正弦函数;轴承内外圈滚道最小油膜厚度随径向工作游隙的增大呈现先非线性增大后非线性减小的趋势,轴承内外圈最小油膜厚度与滚子承受最大载荷呈反比;轴承刚度随径向工作游隙的减小而增大,对滚子进行对数修形可以同时提高轴承的承载能力和抵抗变形的能力。     

基于共振法的第三代轮毂轴承负游隙测量技术研究

针对第三代轮毂轴承负游隙难以直接测量的问题,基于Hertz接触理论推导出了第三代轮毂轴承载荷与变形的关系,构建了第三代轮毂轴承负游隙与轴向接触副共振频率的关系曲线;根据幅频特性曲线提出了测量轮毂轴承接触副固有频率的简化共振法模型并研制了第三代轮毂轴承负游隙在线测量仪。由激励器激励轮毂轴承使其产生共振,通过LabVIEW软件采集与分析轮毂轴承共振的特征频率,从而实现第三代轮毂轴承负游隙的在线测量。研究结果表明:第三代轮毂轴承负游隙与接触副共振频率之间存在一定的映射关系,测量值与理论计算值具有较好的一致性,能够满足第三代轮毂轴承负游隙在线测量的工业要求。     

大兆瓦风电主轴双列圆锥滚子轴承的承载接触机理

在风力发电机组弹性接触承载数值分析平台的基础上,建立了风电主轴双列圆锥滚子轴承的全尺寸接触模型,并用于研究给定工况下的3MW风电主轴轴承承载接触机理.在径向载荷条件下,比较了风电轴承接触载荷有限元结果与赫兹理论计算结果,从而验证了数值模型分析的合理性;在此模型的基础上,研究了倾覆力矩对风电轴承接触载荷分布的影响规律以及极限工况下的轴承接触载荷与变形分布;最后,分析了轴承轴向游隙变化对轴承承载接触载荷的影响.通过研究发现,给定工况条件下,轴向游隙负向增大时,最大接触载荷变大,轴向游隙正向增大时,受载的滚子变少,轴承最大接触载荷不断增大.风电主轴双列圆锥滚子轴承承载接触机理研究可为大兆瓦风电轴承柔性设计技术提供理论依据.     

轿车轮毂轴承载荷分布数值求解与分析

在考虑接触角的变化和轴向预载荷影响的前提下,基于静力学分析方法建立两自由度的数学模型,介绍了精确求解轿车轮毂轴承载荷分布的数值方法,同时系统分析了侧向加速度和轴向预载荷对载荷分布的影响.轮毂轴承在合适的轴向预载荷状态下工作,可以获得最大的疲劳寿命.     

基于Romax的交叉圆柱滚子回转支承寿命分析*

为了研究交叉圆柱滚子回转支承的寿命,利用Romax对其实际工况进行模拟,在Roamx软件中建立仿真模型,研究回转支承在不同的加载、径向工作游隙、工作温度下的接触应力、油膜厚度、寿命变化情况。结果表明:随着轴向载荷的增加,接触应力增大,油膜厚度最小值减小,寿命降低,存在一最佳轴向载荷使得回转支承满足使用寿命要求;径向工作游隙由负值增加到正值时,接触应力先减小后趋于稳定,油膜厚度最小值在一定区间处于稳定状态,寿命先增大后趋于稳定最后减小,存在一满足回转支承使用寿命要求的最佳径向工作游隙;随着工作温度的升高,油膜厚度逐渐减小,寿命开始时保持稳定但随着温度的继续升高寿命开始降低,存在一最小油膜厚度使得回转支承满足使用寿命要求。     

确定圆锥滚子轴承轴向游隙的随机有限元方法

考虑轴承实际载荷的随机性,将轴承所承受的载荷视作为一个随机变量,利用随机有限元方法对不同轴向游隙时轴承的法向接触应力进行计算,确定最小法向接触应力值所对应的轴向游隙值为最佳游隙值,形成了一种确定圆锥滚子轴承轴向游隙值的方法。以31313轴承为例,利用该方法确定了31313轴承的轴向游隙值。结果表明：与国标中规定的基本游隙值相比,该方法所确定的轴向游隙值对应的接触应力值较小。     

Study on Rolling Contact Fatigue in Hydrogen Environment at a Contact Pressure below Basic Static Load Capacity

A method to determine the shoulder height in an angular contact ball bearing using a 3D contact analysis is proposed. The load analysis was performed by calculating the distributions of internal loads and contact angles for each rolling element. From the results of the bearing load analysis and the contact geometry between the ball and raceways, 3D contact analyses using an influence function were conducted. The algorithm developed was applied to an angular contact ball bearing for an automotive wheel. The effects of axial load on contact pressure at the inner and outer raceways were evaluated and the critical axial loads in the present shoulder height were calculated. The critical shoulder heights were also determined when the bearing was subjected to a practical load for a steel ball bearing. The proposed methodology is generally applicable for the purpose of reducing the material cost and improving the efficiency of the bearing design process.     

中子应力谱仪样品承重台回转支承载荷分析

针对中子应力谱仪样品承重台(简称“中子谱仪样品台”)旋转运动机构用三排圆柱滚子回转支承的特殊结构和受载情况,基于Hertz理论,实现了力学分析模型的建立和求解,在此基础上通过有限元法分析了中子谱仪样品台极限工况下滚子与滚道之间的接触特性,然后分析了轴向载荷、径向载荷、滚子数量对回转支承刚度的影响。研究结果表明：在中子谱仪样品台极限工况下,上排滚子与滚道的接触区域等效应力最大,为76.98MPa,外圈滚道的最大等效应力为14.82MPa,内圈滚道最大等效应力为11.26MPa;刚度分别随轴向载荷、径向载荷和滚子数目的增大而增大,且均成非线性关系,当轴向载荷增至1200kN、径向载荷增至300kN时,轴向刚度和径向刚度增长趋势明显减慢,当上排与下排滚子数量增至170时,轴向刚度的增大趋势明显加快。研究结果为中子谱仪样品台旋转运动机构的设计提供了参考。     

第三代轮毂轴承游隙的分析与检测

为解决第三代轮毂轴承负游隙难以直接获取的问题,将第三代轮毂轴承游隙的间接测量方法与角接触球轴承轴向载荷-位移关系相结合,开展了轮毂轴承游隙与预紧力的分析,建立了卸载力与预紧力之间的关系,提出了装配件和装车件状态下轮毂轴承游隙的计算方法;在利用加载机构模拟锁紧力的基础上,设计了一种能应用于三代驱动和非驱动轮毂轴承的游隙检测方法以获取轮毂轴承游隙.研究结果表明,第三代轮毂轴承的卸载力与预紧力之间存在线性关系,不同初始游隙的轴承在相同锁紧力矩下导致的轴向位移趋于一致.     

An analysis of axial deflection of double‐decker high‐precision bearings vis‐à‐vis conventional ball bearings

Axial deflection of double‐decker high‐precision bearings (DDHPBs) under the influence of axial loads has been theoretically analyzed and has been compared with conventional angular contact and deep‐groove ball bearings of the same bore and outer diameter. The analysis, in general, indicates that the ratio of the axial deflection of DDHPBs to that of the conventional angular contact and deep‐groove ball bearings under the influence of identical axial loads is less than unity. The analysis also indicates that angular contact ball bearings mounted back to back for taking the axial load from both directions can be replaced by DDHPBs, which have less axial deflection and longer life under identical applied loads than angular contact and deep‐groove ball bearings. The better dynamic response characteristics, energy efficiency, uniform stress distribution, lower indentation and deflection on the elements of DDHPBs indicate that DDHPBs have relatively better performance characteristics, higher fatigue life and may have higher potential in various industrial applications as compared to that of the conventional bearings under identical operating conditions. Copyright © 2006 John Wiley & Sons, Ltd.     

温度载荷对特殊螺纹油管接头密封性能的影响

为分析高温、高压及轴向力复合作用对特殊螺纹油管接头密封性能的影响,在考虑螺纹升角的情况下采用SolidWorks建立接头三维有限元模型,在有效模拟接头上扣的基础上,分析轴向力与内压共同作用下不同温度对接头密封面和台肩完整性的影响.结果表明:复合载荷作用下,随着温度升高,密封面和台肩Mises应力增大,密封面接触压力减小,台肩接触压力持续增大.复合载荷作用下接头密封面接触良好且未发生塑性变形,同时台肩对接头起到良好的辅助密封作用.