考虑内圈挡边表面波纹度的圆锥滚子轴承振动特征研究

表面波纹度是圆锥滚子轴承滚道表面的主要形状误差之一。针对圆锥滚子轴承内圈挡边表面波纹度诱发的时变激励机理和动力学建模的问题,考虑流体动力润滑油膜与轴承轴向和径向变形耦合激励作用的影响,提出考虑时变激励的圆锥滚子轴承挡边表面波纹度动力学模型,并通过试验结果验证模型的有效性;研究内圈挡边表面波纹度时变激励下的圆锥滚子轴承的振动响应特征;分析内圈挡边表面波纹度幅值和阶次对圆锥滚子轴承振动响应特征的影响规律,解决圆锥滚子内圈挡边波纹诱发的时变激励及其动力学建模问题,为获得准确的含内圈挡边表面波纹度的圆锥滚子轴承的动力学响应特征提供新的手段和方法。结果显示,轴承的振动水平随着内圈挡边表面波纹度幅值的增大逐渐加剧;内圈挡边表面波纹度会改变轴承振动加速度响应频谱的峰值频率;当内圈挡边表面波纹度的阶次为滚动体数目的整数倍时,圆锥滚子轴承振动值将出现峰值。因此,控制内圈挡边表面波纹度的幅值与阶次将有利于抑制圆锥滚子轴承的振动水平。     

波纹度波数对深沟球轴承振动特性的影响

建立了三自由度轴承动力学模型和波纹度模型,以6201深沟球轴承为研究对象,基于定步长四阶龙格-库塔法得到轴承振动频率和振动加速度,分别通过与文献和试验结果的对比,验证了模型的正确性。并分析了内外圈波纹度波数对轴承加速度峰峰值和有效值的影响,结果表明:轴承振动加速度响应的峰峰值和有效值随内外圈波纹度波数增大而增大,波纹度波数为球数整数倍时,峰峰值和有效值的变化曲线会出现局部峰值;内外圈波纹度波数为奇数时比偶数时轴承的振动响应更明显;轴承振动加速度响应的峰峰值和有效值随外圈波纹度波数变化略大于随内圈波纹度波数变化。     

外圈波纹度对圆柱滚子轴承动态特性影响的研究

引入外圈波纹度,分析滚子与滚道之间的相互作用关系,获得滚子与套圈之间作用力和力矩,并以牛顿-欧拉方程为基础,建立圆柱滚子轴承系统动力学模型,并采用变步长龙格-库塔进行数值求解,分析了外圈波纹度对轴承动态特性的影响。结果表明,外圈波纹度波数与滚子个数相等或成倍数时轴承系统会产生强烈振动,保持架旋转频率处的振动幅值随波数增加而增大,且随着波纹度最大幅值的增大,轴承系统产生剧烈振动,振动幅值也随之增大,这为轴承设计和噪声分析提供了理论依据。     

轴承实测波纹度的动力学建模与振动特性分析方法

针对基于实测波纹度来预测轴承振动特性的研究方法较少的问题,提出了一种基于插值重采样的轴承实测波纹度动力学建模方法。以NU307E型圆柱滚子轴承为例,建立轴承波纹度的动力学模型,通过对轴承外圈、内圈和滚子的实测波纹度数据进行插值重采样,获得波纹度离散序列,并将其耦合到振动模型,建立轴承实测波纹度动力学模型进行仿真分析。最后进行了试验,验证了建模方法的正确性。     

基于Matlab/Simulink的滚动轴承划伤缺陷动力学建模及仿真

为解决缺陷轴承动力学建模及振动特性分析的问题,将套圈沟道缺陷引起的额外弹性趋近量引入到轴承缺陷激励模型中。基于接触力学分析方法,建立了额外弹性趋近量与划伤缺陷宽度及轴承参数等之间的关系,建立了滚动轴承划伤缺陷的非线性动力学模型;利用Matlab/Simulink软件搭建了动力学仿真模型,开展了划伤缺陷轴承的振动特性数值仿真研究,得到了接触变形、接触载荷及外圈振动加速度随时间的变化规律;对数值仿真结果进行了评价,并进行了缺陷轴承振动测试。研究结果表明:内圈划伤和外圈划伤缺陷轴承振动包络谱的仿真结果与实验结果基本一致,均存在相应的缺陷频率及其倍频成分,且内圈划伤缺陷频率附近存在旁瓣频率成分,从而验证了动力学模型及Simulink仿真模型的正确性。     

圆锥滚子轴承滚道参数与振动的灰关联及优化分析

针对圆锥滚子轴承滚道参数对轴承振动的影响,以32210圆锥滚子轴承为研究对象,利用灰关联方法分析了轴承内外圈滚道的圆度、波纹度和表面粗糙度对轴承振动的影响程度,并采用定性融合方法对影响程度进行了融合分析,以此为基础采用响应曲面法建立回归分析模型获得滚道参数的最佳组合,优化结果表明,轴承振动的最小期望值可以减小到37 dB。     

双列圆锥滚子轴承拟动力学分析

为得到较准确的高速动车轴箱轴承动态性能,考虑了轴承内部摩擦,润滑剂以及保持架等因素,利用Python语言求解所建立的双列圆锥滚子轴承(5+3n)自由度拟动力学模型,得到轴承各滚动单元角速度和内外圈接触面相对滑动速度的分布,对不同游隙下滚子打滑率和内外圈PV值动态性能进行了研究。结果表明:随着轴承负游隙的增大,滚动体与内圈接触载荷增大,滚子打滑率逐渐降低;滚动体与内圈相对滑动速度较大,PV值明显大于外圈;与内圈相比,滚动体与外圈接触处产生的热量明显小于内圈处。     

基于HyperMesh/LS-DYNA的航空发动机轴承内圈损伤仿真分析北大核心

基于UG建立轴承的实体模型,在HyperMesh/LS-DYNA中实现承受径向载荷、转速和摩擦力等条件的显式动力学仿真,并对损伤轴承与未损伤轴承的应力、位移、速度及加速度等动态特征进行分析。分析结果表明:轴承最大应力位置处于内圈滚道损伤表面,内圈损伤轴承应力比未损伤轴承大,且内圈损伤会影响滚子和内圈挡边的应力;内圈损伤时内圈与滚子节点在x,y方向的位移将增大,且随时间变化位移变化更剧烈;损伤轴承滚子节点速度幅值、最大加速度均大于未损伤轴承,且波动程度远大于未损伤轴承。     

基于自适应匹配追踪算法的齿轮箱轴承故障特征提取

为提高对齿轮箱轴承内外圈在传动振动过程中故障的诊断能力,采用自适应匹配追踪算法建立了故障诊断模型,并展开了仿真分析.研究结果表明:轴承外圈故障仿真信号呈周期性波动.轴承外圈的通过频率及其倍频呈现逐步衰减;轴承外圈故障仿真加噪信号被淹没在噪声中.通过SAMP算法对轴承外圈故障仿真加噪信号的处理,能够看出信号呈周期性波动.轴承内圈的通过频率和倍频以及边频带呈现逐步衰减,从SAMP算法重构轴承内圈仿真加噪信号时域波形图中看出,轴承内圈故障仿真加噪信号不呈周期性波动,而经过SAMP算法处理的轴承内圈故障仿真信号则呈周期性波动.     

圆锥滚子轴承振动因素分析的定性融合方法

以乏信息系统理论为依据,提出因素分析的定性融合方法,以寻找影响圆锥滚子轴承振动的主要因素。试验研究发现,在测量条件下对试验轴承而言,滚子母线凸度、内圈和外圈滚道圆度误差是最重要的因素。     

高速列车滚动轴承支承松动系统动力学特性研究*

作为列车走行部的关键零部件,轴箱滚动轴承支承松动故障会直接影响到车辆的运行平稳性。针对高速列车滚动轴承内圈与轴颈配合的松动问题,提出一种车体-构架-悬挂-滚动轴承-轮轨的垂向耦合动力学模型,并采用优化的四阶Runge-Kutta数值积分及试验方法,研究不同松动间隙、不同行驶速度下,高速列车滚动轴承支承松动系统的非线性动力学特性。结果表明：理论计算与试验结果较吻合,松动间隙的大小对未松动侧轴箱的振动响应影响不大,但对松动侧轴箱的振动响应有较大影响,且可使得系统的运动状态由近拟周期运动发展为混沌运动。列车低速行驶时松动侧轴箱振动幅值和振动速度均比高速行驶时更大,轴箱振动响应的低频成分只与行驶速度有关,不随松动间隙的改变而改变。     

圆柱滚子轴承旋转精度数值计算及试验研究

针对圆柱滚子轴承旋转精度,提出了轴承外圈径向跳动数值计算方法,并对外圈滚道形状误差进行了试验研究。根据轴承元件运动及几何关系,建立了轴承外圈径向跳动数值计算模型,分析了外圈滚道圆度误差幅值、圆度误差阶次、滚子个数以及径向游隙对轴承旋转精度的影响规律,并验证了模型的正确性。分析结果表明,外圈滚道圆度误差幅值对轴承旋转精度影响较大;当轴承外圈圆度误差阶次与滚子个数满足特定关系时,轴承旋转精度显著降低;对于外圈滚道圆度误差波形变化较剧烈的圆柱滚子轴承,滚子个数对其旋转精度影响较大。对轴承外圈滚道圆度误差试验研究结果表明,外圈滚道圆度误差服从正态分布;轴承外圈滚道圆度误差幅值随圆度误差阶次呈指数曲线变化;获得了外圈径向跳动与外圈滚道谐波分布参数的函数关系式,可用于外圈径向跳动的预测。     

航空自润滑关节轴承的内锥面滚铆工具设计

依据航空标准的规定要求,研究了一种新型的翻边固定的滚铆工具,以实现滚轮纯滚动、表面质量好、对轴承启动力矩影响小的质量目标。根据速度合成定理研究了滚轮实现纯滚动的条件,设计了内锥面的滚轮;以滚铆MS14101-9关节轴承为例,研究了两种滚轮对轴承外圈座圈之间的贴合度、轴承内外圈等效应力、轴向推出力、翻边表面质量的影响;最后,通过虚拟正交试验,以航空标准规定的轴承启动力矩范围为约束,以翻边固定后的轴承内圈外球面位移变化量为优化指标,研究了内锥面滚轮的滚铆工具的翻边载荷和公转转速的参数优化。研究结果表明：内锥面滚轮的工具可实现良好的工艺质量;当翻边工具的翻边载荷4000 N、公转转速200 r/min时,可以保障翻边固定后工艺质量指标和轴承启动力矩在航空标准规定范围内。     

A Noise Analysis of Cylindrical Roller Bearings Operating Under Zero External Load

The purpose of this article is to numerically investigate one source of acoustic noise in roller bearings, that which results from the motion of the rollers in the bearing under zero external load. For the sake of simplification, it was assumed that the cylindrical roller bearings are infinitely long. Furthermore, the effects of the following on the noise of the bearing were also examined: the radial clearance of the bearing, the viscosity of the lubricant, and the number of rollers. The results of the study show that the fundamental frequency of the noise components of the cylindrical roller bearing corresponds to the multiplication of the number of rollers and the whirling frequency of the roller center. The acoustical frequency spectra of the cylindrical roller bearing are pure tone spectra, containing the fundamental frequency of the roller bearing and its superharmonics. The factors that decrease the sound pressure level of a cylindrical roller bearing include low lubricant viscosity, high radial clearance, and a reduced number of rollers. The results and discussions of the present article could aid in the design of low-noise cylindrical roller bearings.     

基于显式有限元的转子不平衡与轴承故障耦合分析

为分析转子不平衡与轴承故障耦合振动特征及产生机理,在对转子不平衡与轴承故障耦合状态下受力分析的基础上,基于虚位移原理的增广拉格朗日法建立轴承运动控制方程,运用LS-DYNA建立转子-轴承系统二维显式动力学有限元模型,分析了故障耦合状态下轴承振动加速度、转子轴心运动轨迹,探明了转子不平衡-轴承缺陷耦合故障冲击响应特征及转...     

热轧机四列圆柱滚子轴承的设计改进

分析了热带中精轧机用四列圆柱滚子轴承使用中存在的问题，对其结构进行了改进：取消两列滚子之间的中挡边，外圈外侧为活挡边(平挡圈)，挡边与滚子端面的接触面为斜坡形；内圈分成可互换的两个；保持架采用封闭式结构，并在其兜孔梁上设计有储存润滑脂的圆弧槽等。改进后的设计简化了轴承制造及装配工艺，加强了轴承的互换性，使其可靠性明显提高。     

Experimental study on vibration characteristics of double-helical gearbox with isolators

A power closed double-helical gear test rig with isolators was created to investigate the dynamic response characteristics of the double-helical gearbox. Experimentally, the vibration accelerations of the bearing seat, machine foot, and base were tested under various working conditions. Experiments validated the validity of the generalized finite element theory-based dynamic model of the double-helical gear system. The study found that the unloaded vibration of the gearbox is greatly caused by the shaft frequency excitation due to assembly/manufacturing errors. As the load increases, the assembly/manufacturing errors are compensated by the system deformation. In the acceleration spectrum of the bearing seat, it is found that the tooth surface modification can reduce the amplitude of the mesh frequency, but the bearing outer ring frequency components are increased. That is, the axial movement of double-helical gears is intensified. Furthermore, the closer the excitation frequency is to the natural frequency of the base, the worse the vibration isolation effect is.

     

汽车驱动桥主减速器圆锥滚子轴承滚子接触应力分析

对汽车驱动桥主减速器圆锥滚子轴承进行弹性流体动力润滑分析,根据润滑油的物理参数和滚子承受的载荷,求出了油膜压力和摩擦因数.然后利用有限元软件对受载荷最大的滚子进行了有限元分析,得出了滚子在外部载荷和惯性力作用下的接触应力分布,得出驱动桥主减速器工作时的惯性力对圆锥滚子轴承的影响是必须考虑的因素.