风电主轴轴承试验机轴系性能仿真分析

为校验所设计风电主轴轴承试验机的机械结构能否满足强度、刚度要求,以及作为支承的四列圆柱滚子轴承能否保证试验机的支承刚度,以某型4.5 MW风电机组主轴轴承试验机轴系为研究对象,利用有限元方法对不同主轴刚度下支承轴承的载荷特征进行分析计算,结果表明：主轴的刚度和强度满足设计要求;四列圆柱滚子轴承的刚度和最大接触应力也能满足要求;主轴刚度不仅影响四列圆柱滚子轴承各列滚子的最大载荷,同时影响承载滚子的数量。     

预载荷对高速主轴性能的影响

作用在支承轴承上的轴向预载荷对高速主轴系统的工作特性影响很大,对支承轴承内部几何关系以及内部力平衡关系进行了分析,给出了对轴承刚度和寿命、进而对主轴刚度和寿命产生影响的轴向预载荷求解方法.     

支承轴承对高速主轴系统特性的影响

结合轴系变形方程,对支承部位轴承与主轴的位移耦合以及对系统轴向力平衡条件进行了分析,提出用迭代法求解高速主轴系统刚度和临界转速的概念。计算结果表明,支承轴承的非线性对系统性能影响明显,当轴承预加轴向载荷增加时,轴承支承刚度增大,导致主轴系统刚度和临界转速随之增大。     

SIU250T卧车主轴静压轴承受力分析

由于机床采用恒压力静压轴承,即供油压力一定、通过节流器的调节使得主轴在承受外载荷的情况下处于轴承中心。静压轴承系统无法提供足够的油膜刚度以克服主轴的抗弯曲刚度,使得轴承与轴之间没有刚性的油膜进行支撑,进而造成主轴与轴承摩擦。所以对主轴静压轴承进行受力分析、校核计算,可确定其改造方向。     

动静压轴承支撑高速主轴系统基本性能分析

以高速主轴水润滑动静压轴承为基础,在双动静压轴承支撑主轴系统实验平台上,分析转速、供水压力、载荷等基本运行参数对系统基本性能的影响,并采用不平衡轴承质量法识别了系统支撑轴承的动特性系数。结果表明:轴承-转子系统静态刚度随供水压力和载荷的增大而增大;流量随供水压力升高而增大,而随转速变化较小;利用不平衡轴承质量法识别系统支撑轴承的动特性系数与理论一致性。     

轴承动态刚度测量方法及测量设备研究

作为机床主轴的核心零件,轴承的动态刚度对机床加工精度至关重要。为模拟机床主轴轴承的工况,测量轴承运转过程中的动态刚度,设计了一种能够对多种组配形式的轴承轴向或径向动态刚度进行测量的轴承动态刚度测量仪。该测量仪有柔性驱动系统驱动、伺服电缸加载、直线旋转运动轴系传递载荷和旋转,测量系统能够实时监测轴承转速、载荷和被测轴承变形量等数据,从而计算出被测轴承的动态刚度。阐述了测量仪的工作原理、测量主体、柔性驱动系统、加载系统等关键系统的结构和工作方式,介绍了测量仪的技术特点,并通过试验验证了测量仪的可靠性。     

基于ROMAX的主轴配置型式对轴系性能的影响规律研究

主轴轴承配置型式直接影响主轴的动静刚度、寿命等性能。为了研究轴承配置方式及轴承预紧力等参数对主轴性能的影响,利用ROMAX主轴仿真软件对不同轴系进行建模分析,从轴承配置形式、隔圈使用情况、轴承跨距以及轴承预紧等方面入手,研究不同配置型式下的主轴静动态刚度及寿命等的变化规律。结果表明,不同轴承组配形式对轴系性能有着较大影响,通过分析可得到最优配置;增加轴承预紧量能显著提高轴系刚度,但寿命会大幅降低;通过合理调整隔圈、改变主轴悬伸及轴承跨距,可对轴系性能进行优化。     

主轴轴承最小预紧载荷的计算

建立了高速主轴轴承定压预紧状态下钢球的力平衡方程及轴承的力平衡方程 ,并分析计算了不同径向载荷、力矩载荷和旋转速度下钢球与内圈不发生脱离的最小预紧载荷 ,结果表明 ,选择合适的预紧载荷不仅取决于主轴单元刚度和速度要求 ,而且取决于主轴轴承外加载荷。附图 4,表 1个 ,参考文献 5篇。     

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     

主轴轴承预载荷的计算

主轴是机床的关键部件之一，其刚性、寿命等对机床产生直接影响。机床主轴可分为外部传动式主轴和内装电动机式主轴，无论哪种主轴，所采用的轴承基本是高精度角接触轴承，可以是角接触滚子轴承、角接触球轴承，或是两者的组合。这些轴承都需要在有一定轴向载荷情况下运转工作，当轴向外载荷为零，在设计制造过程中施加于轴承上的载荷称为预载荷，预载荷的大小直接关系到轴承的工作速度、刚度及寿命。     

基于有限元方法的电主轴支承跨距优化设计

通过对某铣削用电主轴的支承特点进行分析,建立了其轴承-主轴系统的参数化有限元模型,应用有限元分析软件ANSYS的优化设计功能,以提高电主轴的刚度为目标,取前后轴承的支撑跨距为设计参数,第一阶自振频率为校核条件,对该型电主轴进行了优化设计.结果表明,优化结果虽然使主轴的一阶自振频率略有降低,但却使主轴的刚度有了较大幅度的提高.     

基于有限元法的电主轴轴承跨距优化设计

以铣削加工中心电主轴为研究对象,利用有限元法对轴承-转子系统进行了参数化建模。以提高主轴的静刚度和一阶固有频率为目标,在保证主轴径向圆跳动的前提下,对支撑主轴的跨距进行了优化设计。以优化设计后的最优支撑跨距对主轴进行了模态分析,利用模态分析后的主轴一阶固有频率对优化设计的结果进行了校核。结果表明,对支撑主轴的轴承跨距进行优化设计后,主轴一阶固有频率和静刚度都有一定程度上的提高。.     

CK6136车床主轴刚度研究

本论文利用有限元分析软件,建立了主轴部件三维实体单元有限元分析模型,建模中,正确分析了主轴的载荷、轴承的支承刚度以及主轴的约束条件,合理确定了单元类型及形态。对某厂CK6136型数控车床主轴部件进行了静、动态分析,为改进机床设计提供了可靠的量化依据。     

基才有限元方法的电主轴支承跨距优化设计

通过对某铣削用电主轴的支承特点进行分析，建立了其轴承一主轴系统的参数化有限元模型，应用有限元分析软件ANSYS的优化设计功能，以提高电主轴的刚度为目标，取前后轴承的支撑跨距为设计参数，第一阶自振频率为校核条件，对该型电主轴进行了优化设计。结果表明，优化结果虽然使主轴的一阶自振频率略有降低，但却使主轴的刚度有了较大幅度的提高。     

数控车床用高速电主轴的结构优化

通过对某车床用电主轴的支承特点进行分析,建立了其主轴—轴承系统的参数化有限元模型;应用ANSYS的优化设计功能,以提高电主轴的刚度为目标,取主轴的支撑跨距为设计参数,以第2阶固有频率为校核条件,对该型电主轴进行了优化,使该主轴的刚度和第2阶固有频率都有所提高。     

超精密空气静压主轴静态性能的数值分析

为了对超精密空气静压主轴静态性能进行数值分析，利用有限元法求解空气静压轴承内的压力分布，计算径向和止推轴承的承载、刚度和供气流量。研究轴承参数对轴承静态性能的影响，提出空气静压轴承的设计准则。推导出精密主轴承载、径向刚度、轴向刚度和角刚度的计算公式。实验证明数值分析是正确的。     

主轴的静刚度计算与检测

对主轴单元的径向刚度进行了理论分析,基于赫兹理论计算了支撑主轴的角接触球轴承和精密双列圆柱滚子轴承的刚度,建立主轴轴承-转子系统的有限元模型,进行了有限元分析。同时,对主轴的静刚度进行检测,对检测数据进行处理与分析,得到主轴的静刚度值。试验结果表明：主轴的理论刚度计算与有限元分析方法具有可行性,与检测的结果基本一致,为研究主轴的静刚度提供了理论支撑。     

螺旋锥齿轮铣齿机主轴\|轴承系统的动力学分析

螺旋锥齿轮铣齿机的刀具主轴系统在加工中易出现颤振现象,影响工件的加工质量。针对这一问题,依据集总质量法,构建了刀具主轴系统等效动力学模型;采用Timoshenko梁理论分析得到了主轴转子的刚度矩阵;通过对圆锥滚子轴承的力学分析,构建了轴承在轴向预载荷作用下的轴向刚度和径向刚度计算式。利用力锤激励实验对采用数值分析法构建的刀具主轴系统的动力学模型进行了验证,对比结果表明所构建的动力学模型可以有效反映刀具主轴系统的动力学特性。     

主轴轴承结构及其高速性

对主轴轴承结构与其高速性的关系，轴承主参数对旋滚比、刚度的影响进行了分析。为了实现主轴轴承的高速性，应从轴承结构上采取措施，改善润滑状况；对轴承生参数进行综合分析优化，以降低旋滚比，提高其刚度，从而实现主轴轴承高速度、低摩擦特性，达到温升低的效果．附图3幅，表8个，参考文献2篇．     

航空发动机双转子轴承试验机主轴动静态性能分析

根据航空发动机轴承试验机的技术指标研制了专用的航空发动机双转子轴承试验机,应用ANSYS Workbench有限元分析软件对试验机主轴进行了动静态性能分析。将轴承支承刚度等效为弹簧刚度,得到了主轴的强度、静刚度、固有频率和振型;并对主轴临界转速进行理论计算,验证了有限元模型的正确性及主轴结构设计的合理性。