考虑疲劳故障的圆柱滚子轴承打滑失效分析

考虑滚道疲劳剥落故障、滚动体与保持架之间的非连续接触等因素,建立圆柱滚子轴承的非线性弹性接触显式动力学模型,研究不同剥落故障位置、径向载荷、内圈转速对滚动体和保持架打滑特性的影响规律;将仿真结果与理论解进行对比,验证有限元模型的有效性。研究结果表明:滚动体在非承载区更容易出现打滑;相同工况下剥落故障会使得滚动体和保持架的打滑率大幅增加,其中复合故障下的打滑率增加最多,内圈故障和外圈故障下的打滑率增幅基本相同;增大径向载荷能有效减轻轴承的打滑现象,但载荷增加到一定程度后对打滑的抑制效果不明显;低转速工况下内圈和外圈疲劳故障对轴承打滑率的影响不大,随着转速的提高疲劳故障对打滑率的影响愈加明显。     

牙轮钻头轴承用滚动体材料的对比分析

为适应高转速复合钻井的需要,对高速滚动牙轮钻头轴承用滚动体新型材料进行了力学性能测试、单元轴承寿命试验,通过对比分析,发现优选的2种滚动体材料单元轴承寿命指标与现用K钢和国外某公司的H钢单元轴承寿命指标相差较大,H钢与K钢具备一定的抗接触疲劳剥落性能优势,在高转速条件下,都存在一定的应用潜力.     

钢制和陶瓷圆柱滚子轴承高速性能的有限元分析

在高速圆柱滚子轴承理论研究的基础上,对普通钢制轴承和陶瓷轴承进行有限元分析,研究了转速对接触应力和等效应力的影响.结果表明,高速轴承的疲劳寿命主要取决于滚动体作用于外圈的离心力,减小滚动体离心力是提高此类轴承寿命的最有效途径;在中、低速时,钢轴承的寿命和可靠性均好于陶瓷轴承.但当转速达到高速时,陶瓷轴承在寿命方面显示出更大的优势.为陶瓷轴承的设计与应用提供参考.     

重卡轮毂轴承接触应力分析及寿命预估

以圆锥滚子轴承为研究对象,利用ABAQUS建立其有限元模型,在径向、轴向载荷及预紧力的作用下,分析内外圈滚道的接触应力变化情况。结果表明:内外圈滚道的最大接触应力都发生在距离滚子大端约3 mm处,内滚道的最大接触应力大于外滚道的最大接触应力。利用Romax软件建立轮毂系统的刚性模型,根据不同工况的使用率和转速,设置相应的加载时间及功率载荷,研究轮毂轴承寿命及损伤率随温度的变化规律。通过对轮毂轴承接触应力分析及寿命预估,得出内圈与滚动体的接触处是轴承最容易损坏的部位,33213和33118轴承在100℃以下的环境中能够安全工作。     

基于多体动力学的齿轮箱圆锥滚子轴承温度场分析

为研究齿轮箱圆锥滚子轴承在不同实际运行工况下的温度分布,对圆锥滚子轴承进行热分析并建立其有限元模型;采用ADAMS对圆锥滚子进行动力学分析,得到滚子在不同转速下的接触正压力和摩擦力,将结果导入ANSYS进行静力学分析后得到滚子的平均接触应力,在此基础上求得摩擦热流量,进而获得轴承的稳态温度场,并通过试验验证了模型的正确性。结果表明,随着转速的增加,轴承温度不断升高;轴承滚动体与内圈接触时的温度高于与外圈接触时的温度,最大值出现在滚子与轴承内圈的接触处。     

基于接触应力的圆柱滚子轴承疲劳寿命分析

首先介绍了圆柱滚子轴承疲劳寿命的经典理论计算方法.然后运用Hertz接触应力理论计算出圆柱滚子轴承的最大接触应力,结合三参数幂函数公式确立疲劳寿命曲线方程计算出轴承的疲劳寿命值.通过改变轴承滚子数目、径向力大小以及径向游隙等参数,将基于接触应力得到的疲劳寿命结果与经典理论结果进行比较,证明了该方法的合理性.并分析了在考虑离心力作用下高速圆柱滚子轴承疲劳寿命与转速之间的关系.     

基于旋滚比的电主轴轴承预紧力优化研究

为研究不同工况下轴承预紧力对电主轴轴承动力学的影响规律,基于外轨道控制理论,建立了一种以旋滚比可优化的轴承预紧力动力学模型。通过分析高速状态下滚动体载荷和特征参数动态变化过程,构建综合考虑滚动体滚动、自旋转、陀螺运动和离心力的轴承动力学分析模型,在此基础上,计算旋滚比动态变化结果;研究Jones发现的阈值与旋滚比之间的动态定量映射关系;以轴承滚动体打滑状态为优化目标,使用MATLAB仿真分析不同工况下轴承最佳预紧力。建模分析表明,轴承旋滚比大小可以反映轴承预紧效果,也可实现轴承预紧力动态定量优化。     

高速滚动轴承接触应力与变形分析

针对高速轴承中现存的失效问题,采用有限元方法,利用ANSYS Workbench软件,建立高速滚动轴承三维分析模型。在合理的边界条件下,对模型中各个滚动体与轴承内、外圈接触应力和变形进行数值计算,从而得到各个滚动体与轴承内、外圈的接触应力及变形量,以及3号滚动体与1号滚动体的对比图,得出了相同增量下各个滚动体的接触应力和接触变形的变化情况。同一力下不同滚动体的接触面积变化情况。计算结果与赫兹理论解接近一致,表明建立的模型及边界条件合理,准确。求解得到的各个滚动体的接触应力和变形为滚动轴承的失效形式分析与设计提供理论依据。     

基于双尺度调控的电主轴轴承预紧力优化方法

为研究复杂工况条件下运行激励引起高速电主轴轴承动力学变化对轴承预紧力的影响过程,建立了一种适用于全功能高变速域的高速电主轴角接触轴承预紧力、速度和疲劳寿命耦合优化模型.提出基于轴承疲劳寿命尺度和可靠性度尺度综合控制的轴承预紧力优化方法,构建考虑滚动体滑动、自旋转、陀螺运动的轴承动力学分析方法,研究轴承预紧力与轴承运行状态的动态定量映射关系,以高速电主轴运行过程中轴承疲劳寿命为优化目标,通过可靠性影响因子和疲劳寿命影响因子的双尺度调控,实现轴承预紧力动态优化分析.分析表明:速度激励条件下可通过预紧力动态优化来实现轴承动力学特性动态控制,采用疲劳寿命尺度和可靠度尺度综合调控,可实现轴承预紧力动态定量优化.     

基于双尺度调控的电主轴轴承预紧力优化方法

为研究复杂工况条件下运行激励引起高速电主轴轴承动力学变化对轴承预紧力的影响过程,建立了一种适用于全功能高变速域的高速电主轴角接触轴承预紧力、速度和疲劳寿命耦合优化模型.提出基于轴承疲劳寿命尺度和可靠性度尺度综合控制的轴承预紧力优化方法,构建考虑滚动体滑动、自旋转、陀螺运动的轴承动力学分析方法,研究轴承预紧力与轴承运行状态的动态定量映射关系,以高速电主轴运行过程中轴承疲劳寿命为优化目标,通过可靠性影响因子和疲劳寿命影响因子的双尺度调控,实现轴承预紧力动态优化分析.分析表明:速度激励条件下可通过预紧力动态优化来实现轴承动力学特性动态控制,采用疲劳寿命尺度和可靠度尺度综合调控,可实现轴承预紧力动态定量优化.     

混合润滑下粗糙表面的接触刚度研究*

针对润滑状态下结合面的接触刚度问题,建立一种混合润滑状态下粗糙表面接触刚度等效薄层模型,将接触界面的总刚度等效为固体接触刚度和润滑剂接触刚度之和,研究不同实际接触面积下的表面形貌和润滑剂类型对法向接触刚度的影响,并讨论固体刚度和润滑剂刚度占总法向刚度的比例。结果表明：粗糙界面的法向接触刚度随法向载荷的增加而增加,且混合润滑状态下的接触刚度大于干接触条件下的接触刚度;在初始接触时,法向接触刚度敏感地依赖于润滑性能;随着实际接触面积的增大,表面形貌对接触刚度的影响变得更加明显。     

角接触球轴承的静态接触分析

介绍了基于经典Hertz弹性接触理论的解析计算方法和有限元仿真分析法.实例计算结果表明,在轴承工况相同的条件下,两种分析方法得到的接触特性参数的一致性较好,但各有特点.解析计算法编程复杂、解算难度大,只能算出接触区的主参数,而有限元法边界设置十分复杂、技术性强,可仿真轴承接触区的工作状态,且表达形象、直观.     

角接触球轴承实际接触角的测量

通过对轴承的运动进行分析，寻求轴承零件的转速与轴承几何尺寸之间的关系，进而推导出轴承接触角与轴承零件转速的关系，通过检测轴承零件转速间接测量轴承接触角。     

角接触球轴承接触角的测量分析

在分析接触角测量原理、游隙与原始接触角的关系基础上，通过实例重点介绍了轴向载荷作用下轴承接触角的变化，并指出在检测轴承接触角时应考虑轴向载荷对接触角的影响。     

Contact strength calculations

For the example of a roller bearing, some contact strength problems and calculation principles are considered. Quenched high-strength steel parts of various shapes are investigated, taking account of friction.     

基于有限长线接触弹流润滑模型的冠状修形直齿轮副接触分析

现代齿轮对高功率密度、长寿命、高可靠性的要求迫切需要对齿面接触与疲劳行为进行深入研究。提出了一种先进的齿轮接触数值模型,可以考虑非牛顿润滑流体、齿面冠状修形、齿面几何运动学参数、工况、涂层材料等因素对齿面接触压力、齿面摩擦、油膜厚度及次表面应力的影响。该模型不仅为开发国产齿轮设计分析软件提供支撑,同时也可配合试验验证,为提高工程实际中的齿轮寿命与可靠性提供参考。     

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.     

Traction Contact Optimization

The optimum normal force for maximum efficiency of a spinning-traction contact as used in variable ratio drives has been investigated for two fluids of high- and medium-coefficient of traction. Predictions from a thermo-viscoelastic model that the optimum efficiency is slightly higher for the high-traction fluid over the entire range of traction force are supported experimentally. The theoretical optimum normal force is a small constant value plus an amount approximately proportional to the traction force; in qualitative agreement with established industrial practice.