精密轴系最优径、轴向载荷比分析

基于动力学理论建立了含一对角接触球轴承的精密轴系仿真分析模型,分析了径、轴向载荷比对轴承载荷分布、钢球旋滚比以及轴承摩擦力矩的影响,结果表明：随载荷比增大,钢球最小接触载荷减小,钢球旋滚比增大,轴承摩擦力矩减小;精密轴系最优径、轴向载荷比为1.25～2.00。采用直流无刷电动机驱动精密轴系,通过电动机电流间接反映轴承摩擦力矩变化及其波动,验证了仿真分析的正确性。     

高速微型球轴承摩擦力矩分析与试验研究

基于热弹流润滑理论建立高速微型球轴承摩擦力矩理论分析模型,并借助于高速精密微型轴承试验机,在轴承内圈旋转工况下,进行试验验证。分析与试验结果表明,轴向预紧力一定时,摩擦力矩随转速的增加而增大。建立的理论模型适用于高速微型球轴承的分析,也可用于分析轴承载荷、环境温度、结构参数、润滑油特性以及轴承工况等对高速微型球轴承摩擦力矩的影响。     

空间用导电滑环真空高低温摩擦力矩特性分析

为研究空间用导电滑环在热真空试验过程中的摩擦力矩特性,根据滑动电摩擦理论和摩擦学理论,从同真空和温度两方面对导电滑环的环-刷摩擦副和轴承摩擦副的摩擦力矩特性进行分析。分析结果表明:真空环境主要影响环-刷摩擦副的摩擦界面特性,造成摩擦副摩擦因数增大,从而导致摩擦力矩增大;高低温环境主要影响轴承的预紧力,在高温环境下影响较小,在低温环境下导致预紧力增大,摩擦力矩显著增大。通过搭建摩擦力矩测试系统,对理论分析结果进行了验证。试验结果表明:真空和高低温环境下滑环摩擦力矩分别约为常温常压下摩擦力矩的1.2和1.4倍;滑环摩擦力矩受轴承摩擦力矩影响较大,环-刷摩擦副对摩擦力矩影响较小。     

角接触球轴承低温摩擦特性与实验研究

为了分析角接触球轴承低温摩擦特性。首先,用有限元软件分析了轴承低温结构变化,仿真分析了轴承低温结构变形、游隙变化和接触角变化。温度降低会使轴承游隙变大,接触角变大,分析了温度对润滑脂黏度的变化。然后,引用现有轴承摩擦力矩计算模型,计算了轴承的摩擦力矩随转速、预紧力、内圈曲率半径系数和温度的变化;分析了低温下轴承各种摩擦力矩的变化趋势。在低温下轴承的流体动压摩擦力矩占轴承总摩擦力矩的80%,润滑脂的黏度系数对轴承的低温摩擦特性影响最大,低温条件下轴承由于弹性滞后引起的摩擦力矩减小。最后,用实验的方法测试了轴承低温摩擦力矩,与仿真结果进行对比,误差在12%以内,证明了计算的准确性,为低温下轴承的使用提供了理论基础。     

成对角接触球轴承摩擦力矩测量装置的设计

角接触球轴承在实际使用中通常成对安装,现有轴承摩擦力矩测量装置一般适用单套轴承,成对角接触球轴承摩擦力矩缺少合适的测量设备。针对这一问题,对滚动轴承摩擦力矩的影响因素进行理论研究与分析计算,在此基础上设计了成对角接触球轴承摩擦力矩测量装置。介绍了成对角接触球轴承摩擦力矩测量装置的原理、技术指标、结构、电气系统、软件系统,并以成对7038角接触球轴承为测试对象进行启动摩擦力矩和动态摩擦力矩测试试验,得到启动摩擦力矩和动态摩擦力矩随轴向载荷增大而增大的变化趋势。     

多因素作用下航天轴承预紧力分析

针对复杂的空间环境,以航天机构驱动单元轴系的71807C角接触球轴承为研究对象,基于滚动轴承静力学建立了滚动轴承预紧模型。在预紧模型的基础上,建立了环境温度、工作载荷、安装过盈量和磨损量多因素作用下轴承预紧力计算模型,并以71807C型角接触球轴承为例,分析多因素作用下轴承预紧力变化规律。结果表明:在低温、小过盈工况下,预紧力随磨损深度增大而极易出现预紧失效;磨损初期,轴承工作在高温、大过盈量工况下,较易出现机构卡死;环境温度、安装过盈量、磨损量对预紧影响显著,径向载荷影响较小。     

装配过盈量对薄壁轴承摩擦力矩的影响

以空间角接触球轴承71807C为研究对象,通过计算装配过盈量,仿真分析轴承内部尺寸结构参数的变化对摩擦力矩的影响。得到如下结论:轴承沟道所对应的轴承外圈的外表面处为轴系中提供摩擦力的主要部位。装配过盈量主要影响沟道曲率半径,进而影响轴承的摩擦力矩,而曲率中心的变化对摩擦力矩的影响效果较小。对外沟道摩擦力矩的影响按照大小的关系:接触载荷曲率半径曲率中心间距。     

角接触球轴承摩擦力矩特性研究

在角接触球轴承动力学和热力学分析基础上,利用能量守恒定律,建立角接触球轴承摩擦力矩理论计算公式,并对角接触球轴承的结构参数、工况参数与摩擦力矩的关系进行理论分析和试验验证.分析与试验结果表明,轴承低速工作时较大的内沟曲率半径系数有利于角接触球轴承摩擦力矩的降低,高速工作时较小的内沟曲率半径系数有利于轴承摩擦力矩的降低;...     

考虑热弹流润滑作用的滚珠丝杠副摩擦力矩建模与分析

针对以往研究中滚珠丝杠副摩擦力矩计算方法中未考虑润滑作用对其影响,或未考虑接触弹性滞后效应以及滑移摩擦效应对其影响的情况。首先基于单个滚珠接触效应建立其热弹流润滑方程;然后在考虑润滑效应的基础上建立其黏性摩擦力、弹性滞后摩擦力及滑移摩擦力方程;最后提出一种基于全滚珠载荷分布与热弹流润滑耦合的滚珠丝杠副摩擦力矩计算模型,建立了预紧力、转速与摩擦力矩之间的耦合关系。试验结果表明,当预紧力从1 kN变化到6 kN,在滚珠丝杠低转速(100 r/min)时,摩擦因数变化范围为0.005 6～0.006 5。随转速的提髙摩擦因数升高且变化量逐渐增大,说明国际标准DIN ISO3408-3:2006中将滚珠丝杠副空载摩擦力矩测量速度定为100 r/min具有合理性,验证了所提出的摩擦力矩计算方法的准确性。     

精密角接触球轴承综合参数测量仪

结合惯性导航测试设备精密轴系的技术要求,研发了滚动轴承综合参数测试仪。该测试仪能检测轴承回转过程中的摩擦力矩、轴承刚度及几何精度,并能以图表或曲线的形式给出摩擦力矩与轴系预紧载荷、预紧载荷与轴承轴向位移等的关系。该系统集成了压力、位移、力矩等类型的传感器,在虚拟仪器平台上设计硬件控制、测量系统和软件,具有可扩展性好,成本低等特点。该系统将装配中难以控制的最佳预紧力转换为对轴承隔套高度差的控制问题,较好地解决了轴系装配过程中的最佳预紧问题并保证了轴系具有平稳的摩擦力矩。测量轴系的摩擦力矩特性显示,在8r/min转速下,运行平稳后的转动摩擦力矩为(0.62±0.16)Nm。该实验数据为控制转台的低速率运动和建立准确的补偿干扰力矩模型提供了理论依据。     

精密滚珠丝杠副摩擦力矩波动的分析与测试

根据Hertz接触理论关于点接触模型的描述,对滚珠丝杠的摩擦力矩进行了分析推导,研究了滚珠进出滚道的摩擦力作用方式对丝杠摩擦力矩的影响,分析结果表明:滚珠进出滚道时摩擦力的改变是摩擦力矩波动的主要原因,滚珠丝杠预紧力对滚珠接触力的影响是摩擦力矩波动的决定性因素。试验测试表明:丝杠摩擦力矩与丝杠转速成正比,摩擦力矩波动的频率与滚珠进出滚道的频率一致,说明了所提出分析方法及理论的正确性。     

低速灵敏球轴承摩擦力矩分析

低速灵敏球轴承小而稳定的启动力矩和动态力矩对于导航系统的姿态控制至关重要,其工况通常是低速稀油润滑,黏性摩擦被忽略而重点推导接触区因弹性滞后、自旋及差动滑动引起的摩擦力矩。借助拟静力学分析得到了赫兹接触区纯滚动线的位置,积分求出了自旋及差动滑动引起的摩擦力矩,进而估算出灵敏球轴承的摩擦力矩,为验证所推公式的计算结果将其与相关文献的理论值及试验实测值进行了比较。在数学模型基础上,进一步讨论了轴承内外圈沟曲率因数这一重要结构参数对摩擦力矩的影响。     

关于轴承预紧力对轴系性能影响的仿真分析

高性能电主轴包括电机驱动与控制系统、主轴轴承系统、润滑与冷却系统、轴承预紧系统等多种重要部件,其中轴承预紧力技术是电主轴的关键技术之一.论文对不同预紧力下的主轴轴承刚度进行了理论计算,并对不同轴承预紧力下的主轴轴承系统进行了模态和谐响应分析.结果表明;随着轴承预紧力的增加,轴承刚度逐渐增大,轴系固有频率逐渐增大,主轴前端和后端径向响应位移逐渐减小,主轴中间径向响应位移则逐渐增大.     

差速器轴承摩擦力矩计算模型的构建与验证

通过对微型汽车差速器轴承摩擦力矩的主要影响因素进行分析,利用能量理论对差速器轴承的滚动体球基面与内圈挡边之间的滚动摩擦系数进行了推导,建立了微型汽车差速器轴承摩擦力矩的理论分析模型.针对某型号微型汽车的具体结构,利用该模型计算了处于不同预紧状态下的差速器轴承摩擦力矩,并将模型计算值与实验测试结果进行了对比.结果表明:理...     

温度和过盈量对轴系接触应力及刚度性能的影响

航天特种装备在轨服役期间故障因素和演化规律是研究航天器可靠性的重要基础方向。精密轴系性能随恶劣空间环境的变化而发生演变。轴承固体润滑膜的接触应力和轴系的刚度性能对于精密轴系精确、可靠运行具有重要意义。以航天机构中驱动单元轴系的成对角接触球轴承为研究对象,考虑环境温度、热致过盈量和轴向载荷,分析了在交变温度作用下轴系的各组件在径向和轴向产生的热变形引起的配合表面配合性质和配合量的变化及成对角接触球轴承预紧特性的变化,提出了数值求解轴承接触应力和轴系刚度变化规律和变化范围的整体思路和分析框架,并进行了算例计算。计算思路具有普遍适用性,计算过程及结果对于驱动单元轴系的结构设计及可靠性验证试验的开展具有指导意义。     

球轴承摩擦力矩的研究现状与发展

从球轴承摩擦力矩的理论研究与试验研究两个方面综述了球轴承摩擦力矩的国内、外研究现状及取得的成果,详细介绍了球轴承摩擦力矩理论计算发展过程,以及轴承工作表面质量、润滑剂、工况和轴承结构参数对轴承摩擦力矩大小和波动性的影响.并针对目前球轴承摩擦力矩研究存在的问题,提出了未来球轴承摩擦力矩研究方向.     

控制螺栓预紧力矩的液压装置

工程上普遍采用螺栓来紧固结构。为了增强联接的刚性、紧密性及防松能力,必须对每个紧固螺栓进行拧紧,给予一定的预紧力。预紧力的大小是通过拧紧力矩来控制的,一般工程上采用控制拧紧力矩的方法很多,例如:使用测力矩扳手或定力矩扳手,装配时测量螺栓的伸长量,规定开始拧紧后的扳动角度和圈数等。理论上计算拧紧力矩 T 的公式为 T=T_1+T_2,式中:T_1为螺旋副间的摩擦力矩,T_2为螺母与支承面间的摩擦力矩。由于摩擦力不稳定等种种因素,加在扳手上的力难于准确控制。有时会把螺栓拧得过紧,给以后工作留下隐患;有时会把螺栓拧得太松,而未达到原先要求的预紧。出现上述情况,我们要力求避免。现介绍一种能合理地控制预紧力的液压式预紧螺栓联接方法。     

大型转盘轴承启动摩擦力矩的试验及分析

转盘轴承工况复杂、转速极低、承受载荷重。启动摩擦力矩往往大于理论计算值,为了确定轴承摩擦力矩的精确数值,分别测试不同轴向载荷状况下转盘轴承启动摩擦力矩,总结了转盘轴承的启动摩擦力矩随载荷大小变化的规律及关系,为轴承的设计及工艺方法提供试验数据。     

成对角接触球轴承动刚度分析

为分析成对安装角接触球轴承的刚度特性,建立了角接触球轴承拟静力学分析模型。通过求解成对轴承的非线性方程组,计算成对轴承刚度矩阵。并以成对安装的7210C角接触球轴承为研究对象,分析在2种安装布局下转速、径向力、轴向力、预紧力对成对轴承刚度的影响,结果表明:2种安装布局下成对轴承轴向和径向刚度随转速增大而减小,背靠背安装时成对轴承角刚度远大于面对面安装时的角刚度;背靠背安装时成对轴承刚度随径向力增大而先减小后增大,面对面安装时成对轴承径向和轴向刚度随径向力增大而减小,角刚度逐渐增大;背靠背安装时成对轴承刚度随轴向力增大而先减小后增大,面对面安装时成对轴承径向刚度随轴向力增大而减小,轴向刚度先减小后增大,角刚度逐渐增大;2种安装布局下成对轴承刚度随预紧力增大而增大。     

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。