大型滚动轴承故障诊断及寿命评估技术进展

大型滚动轴承整体结构尺寸大,普遍存在偏载、变载、润滑不良等复杂工况,其力学特性、故障模式以及寿命等具有特殊性.从大型滚动轴承结构和工况特点出发,评述了轴承结构力学分析、测试与监测、故障模式、寿命与故障剩余寿命等方面的代表性研究成果,进而探讨了大型滚动轴承这几方面内容后续研究的具体思路.     

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。     

基于显示动力学模拟的草莓冲击碰撞损伤分析

目的：解决加工过程草莓在冲击作用下易损伤引起品质下降的问题。方法：利用显示动力学模拟方法研究草莓碰撞过程冲击能损耗、内部应力及冲击损伤间的关系，采用响应面法分析碰撞参数对冲击损伤程度及敏感性的影响。结果：草莓碰撞钢板23 ms时，草莓的损伤体积比（7.83%）达到最大，同时冲击能损耗值（95.60 mJ）和内部应力（0.238 4 MPa）均达到最大值；碰撞模拟结果误差均＜5.0%，仿真方法可靠。结论：碰撞过程冲击能的变化引起草莓内部应力动态响应，从而决定了冲击损伤程度；果实损伤敏感性的影响因素为接触材料＞冲击速度＞碰撞角度。     

变工况下风电齿轮箱轴承动力学特性研究

轴承是风电机组齿轮箱的核心零部件，具有高转速、且转速和载荷随风速不断变化的特点，这些特点影响着轴承的动力学特性。本文针对风速变化引起的风电齿轮箱轴承动力学问题，建立了考虑轴承刚柔耦合的动力学模型，开展了变工况下轴承动力学特性研究，获得变速、变载条件下轴承保持架运动、应力等动态性能的变化规律。结果表明：转速和载荷的波动均会影响轴承保持架应力状态及其位移；转速和载荷的突然波动使保持架应力和位移增加。本文的研究为风电齿轮箱轴承动力学特性研究提供了数据支持。