高速角接触球轴承动力学特性参数分析

根据滚动轴承的分析理论,在100000r/min的转速范围内,对角接触球轴承的接触应力、接触角、旋滚比及刚度的变化特性进行了全面分析。分析结果表明:各性能参数均呈现显著的非线性变化特征;随转速升高,轴承径向刚度及轴向刚度值也是先下降后上升,且变化范围较大;陶瓷球混合轴承几乎在所有的性能参数对比上均明显优于传统的钢球轴承,与传统钢球轴承相比,其接触应力明显降低、接触角变化较小、轴向与径向刚度变化程度相对较低、动态特性相对稳定,从而具有传统钢球轴承无可比拟的优越性。     

预紧高速角接触球轴承动力学特性分析

以弹性力学理论、滚动轴承动力学分析理论和沟道控制理论为基础,建立了预紧高速角接触球轴承的动力学方程,采用Newton-Raphson迭代法进行求解,对预紧高速角接触球轴承的动力特性进行分析。实例表明:随着预紧力的增加,内接触角减小而外接触角增大,球的离心力、陀螺力矩和旋滚比减小,球与内、外圈的接触变形、接触应力、接触载荷及轴承刚度增大;定压预紧轴承动力特性参数受预紧力变化的影响较大,而定位预紧轴承的接触变形、接触应力、接触载荷及刚度等动力特性参数值较大。     

高速角接触球轴承动力学特性参数分析

介绍了球的动力学平衡方程和轴承整体受力平衡方程的建立,根据滚动轴承的拟动力学分析理论,对角接触球轴承的接触力、接触角、旋滚比等的变化特性进行了分析.结果表明,各性能参数均呈现显著的非线性变化特征,与传统的钢球轴承相比,陶瓷球轴承的性能参数优于传统的钢球轴承,动态特性参数的分布规律也相对稳定.     

高速精密角接触球轴承刚度计算

在分析轴承受力和变形的基础上 ,根据主轴轴承内部球与沟道接触载荷和接触角 ,提出了一种新的计算轴承径向、轴向和角刚度的方法 ,并分析计算了轴承旋转速度、预紧载荷和内外圈沟道曲率系数对轴承刚度的影响。附图 14幅 ,表 1个 ,参考文献 2篇     

高速精密角接触球轴承支承特性分析

根据球轴承的拟静力学分析方法 ,对高速精密角接触球轴承的支承特性 ,特别是动态性能进行了分析 ,并以实际算例说明。附图 7幅 ,表 1个 ,参考文献 4篇。     

角接触球轴承动态接触特性有限元分析

利用有限元软件ANSYS,建立了高速精密角接触球轴承接触分析的三维有限元动态分析模型,对角接触球轴承在实际工况条件下的应力应变状况进行了有限元仿真分析,直观再现了轴承在工况条件下接触区的应力、应变状况。实例计算表明,有限元分析结果与解析计算结果吻合良好,从而验证了三维接触模型的网格划分、接触算法及边界条件的正确性。同时表明,有限元理论在处理接触问题时是有效的,为进一步研究角接触球轴承的使用性能提供了可靠基础数据。     

角接触球轴承姿态工程分析

角接触球轴承滚动体姿态角的求解历来是一较难处理的问题 ,通常采用Jones的滚道控制理论计算 ,或者采用Gupta和Harris的两种动力学理论求解。实践中人们发现滚道控制理论用于高速较为有效 ,中低速则存在较大问题 ,而两种动力学理论由于非常复杂以及其中一些力学因素难以确定 ,至今在实际应用中仍很少被采用。本文为角接触球轴承有关一般转速问题的求解提供了一个简捷且较为确切的分析工具。附图 6幅 ,参考文献 6篇     

高速角接触球轴承接触角的求解分析

在系统分析角接触球轴承动态特性辅助方程组的基础上,明确了各辅助方程最终都是接触角的函数的规律,建立了变量传递关系图.根据高速角接触球轴承运转时内、外接触角的变化,提出了基于接触角迭代的球轴承动态特性求解方法,将动态方程组变为接触角和接触变形的函数形式,并总结出了选取接触角初始值的一般规律,使得接触角初始值的选取接近真实解,缩短了迭代的求解过程.最后通过算例说明了本方法的可行性.     

高速角接触陶瓷球轴承与钢球轴承动力学特性对比分析

在15万转／分的转速范围内,对角接触陶瓷球轴承及钢球轴承的接触角、接触应力、内圈位移、旋滚比和刚度的变化特性进行了全面的对比分析。根据滚动轴承分析理论建立了数学模型并采用数值方法求解。分析结果表明：在研究的转速范围内,以上各性能参数均呈现显著的非线性变化特征,其变化特性与转速和滚珠材料类型密切相关;在轴向外载作用下,轴承内圈沿轴向移动,随转速升高,轴向移动量先小幅降低而后急剧增大;轴承径向刚度及轴向刚度值也是先下降而后上升,且变化范围较大。陶瓷球混合轴承几乎在所有的性能参数均明显优于传统的钢球轴承。与传统钢球轴承相比,其接触应力和内圈移动量明显降低、接触角变化较小、轴向与径向刚度变化程度相对较低、动态特性相对稳定,从而具有传统钢球轴承无可比拟的优越性。     

B7008C高速角接触轴承动态分析

建立了B7008C高速角接触轴承的三维模型,并在ANSYS Workbench软件中对其进行网格划分,计算了轴承整体前6阶固有频率和振型,计算出临界转速。在不同工况下对各个零件模型进行了模态分析,将角接触轴承整体及各个零件的固有频率、振型和稳定性进行了对比及分析。ANSYS的动态分析计算结果表明当轴承接触良好时轴承设计工作转速远远低于其临界转速,能有效避开共振区;一点接触的滚珠和保持架非常容易发生共振,并且随着约束和约束方向的增加每个零件的固有频率会逐步增加。为高速轴承失效形式分析与设计提供了理论依据。     

模糊理论在滑动轴承动特性数据融合中的应用

为了得到有效的滑动轴承动特性数据,本文考虑了理论计算和实验中的最大影响因素,提出了一种基于模糊理论的权系数确定方法,并采用加权平均法对一开沟槽圆轴承的动特性数据进行了数据融合.结果表明,融合后的动特性数据比理论和实验值都更为接近实际情况.     

Dynamic Characteristics and Stability Analysis of a Wavy Thrust Bearing

A numerical procedure to analyze wavy thrust bearings is described. The numerical model is developed by assuming that two circular plates rotate relative to each other. The upper plate is assumed to be flat and rotating, whereas the lower plate is assumed to be stationary and wavy in surface geometry. A Reynolds-equation-based procedure is used to simulate the dynamics engendered by various wavy geometries and loading conditions. The equilibrium position of the journal results from the equilibrium between the forces generated by the fluid-film pressures and the externally applied loads. A numerical small perturbation technique is applied to calculate the linear stiffness and damping characteristics of the bearing at the equilibrium position. Using a three-degrees-of-freedom system with one axial and two rotational displacements, nine linear stiffness coefficients (three principal and six cross-coupled coefficients) and nine linear damping coefficients are calculated. These linear coefficients are then used to calculate the eigenvalues of the system by solving the homogeneous equations of motion. The stability of the bearing system is then expressed using the lowest logarithmic decrement obtained from these eigenvalues. Using this procedure, a parametric study is carried out to examine the effects of external load, location of the applied load, bearing number, and bearing wave amplitude on journal equilibrium position, bearing linear stiffness, damping characteristics, and bearing stability.     

计入套圈径向热位移的角接触球轴承动力特性分析

鉴于高速条件下热位移对角接触球轴承性能有重要影响,推导了轴承套圈径向热位移计算公式,给出了考虑套圈径向热位移影响的高速角接触球轴承动力特性计算方法和相应程序。对7012C轴承的计算结果表明,轴承套圈尤其是内圈径向热位移较大,由此引起内外圈沟道间的径向相对位移;随着轴承内外圈热位移的增大,内接触角减小而外接触角增大,滚动体的离心力减小而陀螺力矩增大,接触变形、接触应力、接触载荷以及轴承刚度明显增大。因此,为使角接触球轴承动力特性分析会更加精确、更加符合实际,必须计入套圈径向热位移影响。     

Stability Analysis of Floating Ball Bearing

Conventional disk drive motors supported on ball bearings (BBs) cause nonrepeatable runout (NRRO) due to the surface imperfections on balls and raceways. NRRO is a source of track misregistration between head and disk that inhibits high track density in a hard disk drive. Fluid dynamic bearings with herringbone grooves either on the rotating or stationary surfaces are a suitable replacement for conventional ball bearings. Herringbone grooved bearings have considerably lower noise level than ball bearings and have better stability compared to plain journal bearings at concentric operating position. However, herringbone-grooved patterns are difficult to manufacture because groove depth is of the order of bearing clearance. The major limitation of the BBs is the direct contact between the rotating and stationary parts and also lack of damping effects. This present work attempts to overcome these drawbacks in BBs by eliminating the metal-to-metal contact using a layer of fluid film, and a theoretical analysis of stability characteristics of a floating BB is presented. Results indicate that there is an improvement in the stability of floating BB rotor systems with increase in outer to inner film clearance ratio (β) from 0.7 to 1.3, and with decrease in ratio of outer race radius to inner race radius (δ) from 3.0 to 1.2.     

轴承间隙及柔性特征对机构动态误差的影响分析

为能够准确、有效地揭示轴承间隙与柔性特征对机构动态误差的影响规律,基于多体动力学理论与Hertz接触理论,提出一种计及轴承间隙与柔性特征影响的多体系统建模方法。该方法采用力约束替代运动约束,构建多体系统环境下的轴承精细化模型。基于该方法,可深入揭示轴承微观动力特性与多体系统宏观动态性能及运动精度之间的映射关系。在此基础上,以含深沟球轴承的曲柄滑块机构为仿真算例,分析轴承间隙与柔性特征对该机构运动位置与速度误差的影响规律。研究表明,轴承内外圈中心形成的相对偏心轨迹的变化特征是由多体系统动态环境下的轴承受载特性决定的;在轴承偏心影响下的机构运动位置与速度误差大小会随曲柄转角位置不同而变化。     

高速主轴角接触球轴承动刚度分析及测试方法

为了准确测试高速电主轴角接触球轴承的动态支承刚度,提出了采用同步激励的方式在线测量主轴动态支承刚度的方法。通过研究残余振动位移和激励响应位移之间的角度关系,推导出了动态支承刚度测试原理,在型号为150SD40Q7的电主轴上进行了动态刚度测试实验,并和仿真结果进行了对比分析。测试结果和仿真结果变化趋势吻合良好,误差较小,验证了该测试方法的有效性,为主轴动态运行刚度的测试提供了一种可靠方法。