弹流润滑下航空发动机中介滚子轴承的均载修形研究

中介轴承做为双转子航空发动机的低压转子和高压转子之间连接的关键零件,其运行状态直接影响发动机的工作性能和飞机的飞行安全.中介轴承的均载修形研究对于提高航空发动机的工作寿命和可靠性具有重要意义.研究了弹性流体润滑条件下,某对转双转子发动机的中介轴承的最佳修形方式.采用切片法,计算了直线圆柱滚子轴承、修正线修形圆柱滚子轴承、全凸修形圆柱滚子轴承以及对数修形圆柱滚子轴承在受径向载荷和倾覆弯矩联合作用时轴承的受力和歪斜情况,通过对比不同修形下滚子的最大载荷数值,得出中介轴承应采取的最佳修形方式.为某型双转子发动机中介轴承设计提供了参考.     

基于刚度等效与实体混合的三排圆柱滚子轴承力学模型与修形设计

三排圆柱滚子轴承具有尺寸大，套圈变形大，滚子多，转速低等特点，需要综合考虑套圈变形以及复杂接触进行轴承接触力学特性分析与修形设计来提高轴承疲劳寿命。针对三排圆柱滚子轴承接触对数量多，计算量大等问题，考虑大型套圈变形提出了基于刚度等效与实体混合的三排圆柱滚子轴承力学模型，其中内、外圈采用有限元，与滚子接触采用非线性弹簧模型与实体有限元模型混合方式，并通过实例将等效模型与整体有限元模型、接触有限元子模型进行对比分析，结果表明：等效模型与整体有限元模型滚子法向接触载荷计算误差在7%以内，且计算效率大幅提升。基于等效模型开展滚子修形设计研究，主推滚子的最优修形方式为对数修形，最优对数修形量范围为0.09～0.13 mm,并且第1列主推滚子的修形量应大于第2列主推滚子。     

富/乏油下滚子修形对圆柱滚子轴承剪切应力的影响

以NJ2205圆柱滚子轴承为分析对象,通过Ansys软件对滚子进行建模,分析富油和乏油工况下滚子与滚道之间出现的"边缘效应"问题,对比分析未修形、全凸修形和对数修形下滚子与滚道剪切应力分布情况.结果表明,在径向载荷为11.45 kN、转速为4000 r/min、富油工况下,沿滚子母线方向的剪切应力小于乏油,无修形方式时剪切应力最大,对数修形方式时剪切应力最小;在富油工况和乏油工况下,全凸修形时的剪切应力相比于未修形时分别减小了17.02％和10.58％;对数修形时的剪切应力相比于未修形时分别减小了32.95％和17％.因此,NJ2205圆柱滚子轴承的滚子采用对数修形曲线能有效地降低剪切应力.     

圆柱滚子轴承滚子对数修形优化研究

为了提高轴承的疲劳寿命,采用Romax Designer工程分析软件,在充分考虑径向游隙和内外圈相对倾斜量(影响轴承寿命的主要因素)对修形效果影响的基础上,对某大兆瓦风电机组齿轮箱输出轴轴承进行了对数修形优化分析。首先,对国际标准ISO/TS 16281寿命计算方法进行了简要分析;然后,对不同径向游隙情况下对数修形的效果进行了分析;最后,对不同内外圈相对倾斜量情况下对数修形的效果进行了分析。研究结果表明：以轴承最大接触应力最小为优化目标和以国际标准ISO/TS 16281寿命最长为优化目标的轴承对数修形,其最佳修形量不同,相应的ISO/TS 16281寿命有很大不同;在该轴承的具体条件下,以ISO/TS 16281寿命最长为优化目标的最佳修形凸度量对应的ISO/TS 16281寿命比以最大接触应力最小为优化目标的最佳修形凸度量对应的ISO/TS 16281寿命长2.39%～10.63%;以ISO/TS 16281寿命最长为优化目标的最佳修形凸度量对应的ISO/TS 16281寿命比未修形的ISO/TS 16281寿命长111.47%～1 054.88%,建议以ISO/TS 16281寿...     

歪斜状况下对数修形圆锥滚子轴承的凸度分析与仿真

针对对数修形的高铁圆锥滚子轴承在运行时滚子产生的歪斜现象,根据弹性接触理论,建立了圆锥滚子轴承滚子与内/外滚道在歪斜状况下的接触几何模型。利用切片法对单个滚子/滚道进行数值计算,分析了歪斜对滚子接触应力分布的影响,计算了歪斜状况下滚子的最佳凸度量。通过MATLAB仿真得出,歪斜角较小时,增加凸度量可降低歪斜效应引起的应力集中,歪斜角较大时,修形的方法不能改善滚子的应力集中,应避免滚子大角度歪斜。     

修形滚子的设计计算及其在工程中的应用

轴承滚子修形量是影响滚子与滚道之间接触应力分布状况的重要因素,对轴承性能和寿命的提高有重要影响.根据理想对数凸型方程和三维有限长弹性接触问题的理论,分析滚动轴承结构参数对接触应力分布的影响,提出滚子修形量设计时必须考虑滚子倒角半径和越程槽宽度的影响因素,给出相应的数值计算方法,并应用于汽车十字万向传动轴节叉轴承的滚子设计中.结果表明:使用这种方法设计的轴承滚子,可避免接触应力分布出现"边缘效应"现象,也避免了在接触区域中部产生应力集中,疲劳实验证明轴承滚子的寿命提高了1.52倍.     

滚子修形及凸度量对弹流油膜的影响

本文通过了不同修形和凸度量滚子的静态和动态光干涉图片,分析了修形和凸度量对滚子弹同膜形态和接触压力分布的影响,指出滚子表面和加工精度对滚子的使用寿命有限大影响;对数修形滚子接触副间的压力分布要优于其他两种滚子;对数母线子在给定的工况条件下,存在一个使滚子轴向油膜厚度和接触压力分布最为均匀的量佳凸度量。     

圆柱滚子轴承内外圈相对倾斜时的应力和修形研究

采用Romax Designer工程分析软件对兆瓦级风力发电机组齿轮箱进行整体建模,应用滚动轴承理论和切片法基本思想,对圆柱滚子轴承在内外圈相对倾斜情况下的接触应力分布进行分析,并对滚动体修形效果进行研究。研究结果表明,随着内圈相对于外圈倾斜量的增大,滚子与套圈间的最大接触应力增大。无论内圈相对于外圈倾斜量的大小如何,适当的凸度量对数修形都可以有效减小滚子与套圈间的最大接触应力。内圈相对外于圈倾斜量越大,修形最优凸度量也越大。研究结果可以为兆瓦级风力发电机组齿轮箱圆柱滚子轴承的优化设计提供参考。     

对数修形圆锥滚子轴承接触副径向刚度分析

以Hertz弹性接触理论为基础,推导出对数修形圆锥滚子与滚道之间的接触变形公式,依据弹流润滑理论,建立对数修形圆锥滚子轴承滚子-滚道接触副等效刚度分析模型,通过实例对对数修形圆锥滚子轴承进行有限元静力学接触分析,得到滚子、滚道接触变形分布。结果发现:接触变形随滚子有效长度和等效曲率半径的增大而减小;等效接触刚度随着接触载荷的增大而增大,等效接触刚度随着滚子有效接触长度增大而呈线性增大,随着修形量增大变化很小。     

基于ABAQUS的扎机轴承滚动体修形技术研究

轧机轴承作为整个轧机系统重要的零件,其品质直接影响轧机的工作效率和工作性能,如何更好地提高轧机轴承的使用寿命,延长轴承的工作时间一直是钢铁轧制行业的重要问题。对轴承的寿命影响关键因素之一的就是应力,根据研究结果表明轴承的寿命与应力的7次方成反比。所以如何降低应力就是提高轴承使用寿命的关键。滚动轴承在承受载荷后滚子的两端一定会出现边界的应力集中问题,即所谓的"边缘效应"[1]。避免边缘效应可以采取对滚动体的外母线进行修形,在此介绍的修形曲线有三种:对数修形曲线、圆弧修形曲线、直母线。     

滚动直线导轨寿命影响因素研究

通过对影响疲劳寿命诸多因素的分析,建议在以后的计算中可采用修正后的寿命计算公式。并针对各因素,提出了延长寿命的措施。     

Optimized Logarithmic Roller Crowning Design of Cylindrical Roller Bearings and Its Experimental Demonstration

A logarithmic profile is essentially an optimal geometry for rolling machine elements such as bearing rollers and raceways. Under most conditions of loading, it yields lower stresses to give longer endurance. Lundberg first suggested the basic profile, and some researchers followed him by modifying it to satisfy engineering requirements. In this article, the authors propose a mathematical optimization method for logarithmic profiles in roller bearing applications. Moreover, rolling contact fatigue life tests are carried out to make a comparison among logarithmically crowned, standard partially crowned, and modified partially crowned rollers. Results show that the logarithmically crowned rollers are beyond the modified partially crowned rollers in fatigue life, especially in poor lubrication conditions, although the logarithmic rollers require less workload to process the crowning.     

内外围相对倾斜对圆柱滚子轴承承载能力的影响分析

研究了由于转子弯曲引起的圆柱滚子轴承内外圈相对倾斜，以及轴承游隙与滚子修缘圆弧半径对轴承载荷分布的影响，并进行了数值计算和结果分析，提出了解决因轴承内外圈相对倾斜对轴承承载能力的影响问题的有效途径。     

Effect of Roller Geometry on Roller Bearing Load–Life Relation

Cylindrical roller bearings typically employ roller profile modification to equalize the load distribution, minimize the stress concentration at roller ends, and allow for a small amount of misalignment. The 1947 Lundberg-Palmgren analysis reported an inverse fourth-power relation between load and life for roller bearings with line contact. In 1952, Lundberg and Palmgren changed their load–life exponent to 10/3 for roller bearings, assuming mixed line and point contacts. The effect of the roller–crown profile was reanalyzed in this article to determine the actual load–life relation for modified roller profiles. For uncrowned rollers (line contact), the load–life exponent is p = 4, in agreement with the 1947 Lundberg-Palmgren value, but crowning reduces the value of the exponent, p. The lives of modern roller bearings made from vacuum-processed steels significantly exceed those predicted by the Lundberg-Palmgren theory. The Zaretsky rolling-element bearing life model of 1996 produces a load–life exponent of p = 5 for flat rollers, which is more consistent with test data. For the Zaretsky model with fully crowned rollers, p = 4.3. For an aerospace profile and chamfered rollers, p = 4.6. Using the 1952 Lundberg-Palmgren value p = 10/3, the value incorporated in ANSI/ABMA and ISO bearing standards, can create significant life calculation errors for roller bearings.     

成型辊装置与受力机理分析

介绍了成型辊装置的结构设计，并对其辊头受力机理进行了分析。揭示了辊形设计的基本思路，为延长成型辊使用寿命给予了参考依据。成型辊的结构和辊形的确定在实际应用中证明简单、合理、可靠、使用寿命长。     

高频焊管机辊轮寿命研究

目前高频焊管机运行不稳定,主要是辊轮寿命较低。本文通过分析和实验,提出了提高辊轮寿命的途径和措施。     

高频焊管机辊轮寿命研究

目前高频焊管机运行不稳定，主要是辊轮寿命较低。本文通过分析和实验，提出了提高辊轮寿命的途径和措施。     

基于系统强度可靠度的磨辊轴过盈联接模糊可靠性设计

将磨辊轴过盈联接强度、辊轴强度、辊体强度三种强度的可靠度视为一个串联系统 ,综合考虑磨辊轴过盈联接设计参数的随机性、广义强度安全与失效阈值的模糊特性 ,提出了基于系统强度可靠度的磨辊轴过盈联接模糊可靠性设计模型。计算结果表明 ,就系统可靠度和重量而言 ,本文给出的六种设计方案均优于二种目前广为采用的设计方案     

A Fatigue Life Comparison of Two-Row Tapered Roller Bearings and Spherical Roller Bearings

Tests were run to compare the fatigue life of two-row tapered roller bearings to that of spherical roller bearings. Both bearing types had an outer diameter of 110 mm with the spherical roller bearing having a 22 percent larger dynamic radial load rating than the tapered roller bearings. All tests were run at 165 percent of the respective two-row dynamic radial load ratings. The results show that both the indirect mounting (double cup or outer ring) and the direct mounting (double cone or inner ring) tapered roller bearings gave significantly better fatigue lives than the spherical roller bearings. These results appear to contradict the present ISO 281 standard which assigns a 1.15 b_m rating factor to spherical roller bearings compared to a b_m rating factor of 1.10 for that of tapered roller bearings.     

轧辊修复技术探究

介绍了分段镶套法修复冷硬铸铁轧辊的工艺，在实验的基础上分析了高铬铸铁的耐磨特性和耐磨铸套的生产工艺特点，提供了一种轧辊修复再生方案，解决了普通冷硬铸铁轧辊耐磨性差，使用寿命短，设备维修费用高的问题。