游隙及载荷对滚动轴承载荷分布的影响

基于滚动轴承动力学、Hertz弹性接触理论和轴承宏观几何学,建立了滚动轴承的分析模型。分析游隙及载荷对滚动轴承载荷分布的影响。分析结果表明:随着径向游隙的减小,轴承的接触分布范围角增大;随着径向载荷的减小,轴承接触分布范围角减小;当轴承出现负游隙时,轴承内、外圈相对变形量较小,但轴承中滚动体的平均载荷增加,会导致轴承寿命降低。     

游隙对单排四点接触球转盘轴承载荷分布的影响

游隙是影响滚动轴承性能的一个重要参数。研究了游隙对单排四点接触球转盘轴承载荷分布的影响规律。首先,建立轴承的静力模型并得到一组平衡方程;然后,以两套具有不同几何参数及外部载荷的轴承为例,利用静力模型计算了轴承的载荷分布。结果表明:随着游隙的增大,承担载荷的滚动体数目逐渐减少,受载最大的滚动体载荷也逐渐增大。当游隙往小处取值时,有利于提高轴承的承载能力。     

负游隙对特大型双排四点接触球轴承载荷分布的影响

给出负游隙双排四点接触球轴承接触载荷分布的计算模型。采用Newton–Raphson法计算了某型号双排四点接触球轴承在联合载荷时不同负游隙下的接触载荷分布情况,分析负游隙与轴承接触载荷分布的关系,并与经验公式的计算结果进行对比。结果表明：计算模型正确合理。随着负游隙绝对值增大,发生4点接触的钢球数越多,直到所有钢球都发生4点接触;轴承中最大接触载荷随负游隙绝对值的增大先减小后增大。双排四点接触球轴承上排钢球与滚道接触的最大接触载荷比下排球与滚道接触的最大接触载荷大。     

考虑游隙的滚动轴承刚度模型及其时变特性分析

为了研究滚动轴承时变刚度对精密机床主轴回转精度的影响规律,在考虑游隙的条件下,建立滚动轴承的时变刚度模型,并提出采用平均刚度和刚度幅值变化率来表征刚度的时变特性。以深沟球轴承为例,分析了不同径向游隙、载荷、滚动体数对滚动轴承时变刚度的影响规律。结果表明,轴承的平均刚度与径向游隙负相关,与载荷和滚动体数正相关;刚度幅值变化率随着径向游隙的增大总体呈增大趋势,随载荷和滚动体数的增大总体呈减小趋势,但是,当等效承载滚动体数为整数时,滚动轴承刚度的时变特性最为明显。为了减小轴承刚度的时变特性,应当根据载荷等工况条件,选择合理的游隙和滚动体数。     

尺寸偏差作用下角接触球轴承载荷分布研究

滚动轴承载荷分布的求解直接关系轴承承载能力、润滑特性、疲劳寿命等性能指标的计算。针对实际加工过程中存在的尺寸偏差,提出了考虑滚动体尺寸偏差的角接触球轴承载荷分布计算模型,分析了尺寸偏差大小、位置、数目、分布方式对轴承载荷分布的影响以及不同游隙下尺寸偏差的影响效果。通过对7218B型角接触球轴承的计算分析得出如下结论:对单个滚动体尺寸偏差而言,滚动体载荷变动量与尺寸偏差值呈线性关系,与滚动所处周向位置相关,但与轴承游隙无关;对多滚动体尺寸偏差而言,尺寸偏差滚动体的分布方式及相对大小均会对载荷分布产生重要影响。     

大兆瓦风电主轴双列圆锥滚子轴承的承载接触机理

在风力发电机组弹性接触承载数值分析平台的基础上,建立了风电主轴双列圆锥滚子轴承的全尺寸接触模型,并用于研究给定工况下的3MW风电主轴轴承承载接触机理.在径向载荷条件下,比较了风电轴承接触载荷有限元结果与赫兹理论计算结果,从而验证了数值模型分析的合理性;在此模型的基础上,研究了倾覆力矩对风电轴承接触载荷分布的影响规律以及极限工况下的轴承接触载荷与变形分布;最后,分析了轴承轴向游隙变化对轴承承载接触载荷的影响.通过研究发现,给定工况条件下,轴向游隙负向增大时,最大接触载荷变大,轴向游隙正向增大时,受载的滚子变少,轴承最大接触载荷不断增大.风电主轴双列圆锥滚子轴承承载接触机理研究可为大兆瓦风电轴承柔性设计技术提供理论依据.     

径向游隙对全钢轴承和陶瓷球轴承载荷分布和接触应力的影响

根据接触力学基本原理和滚动轴承设计基本理论给出了轴承载荷分布和接触应力的计算公式,应用滚动轴承载荷分布离散模型,通过编程求解轴承的载荷分布和接触应力。并以某电动机用深沟球轴承为例,计算不同径向游隙时全钢轴承和陶瓷球轴承的载荷分布和接触应力,结果表明：径向游隙对全钢轴承和陶瓷球轴承载荷分布的影响规律相似;在相同载荷下,陶瓷球和钢球的接触应力大小与轴承径向游隙密切相关,且存在最优径向游隙值。     

径向游隙对圆柱滚子轴承径向刚度的影响

通过Palmgren公式推导出轴承内外圈相对径向位移与径向游隙的关系,得出圆柱滚子轴承在不同径向游隙下径向刚度的计算方法,并分析了径向游隙对轴承径向刚度的影响。结果表明:随着径向游隙在一定范围内减小,滚子所受载荷分布更加均匀,承载滚子数量变多,滚子最大载荷减小,由径向载荷引起的内外圈相对径向位移减小,轴承径向刚度增加。     

联合载荷作用下交叉圆柱滚子转盘轴承的承载能力分析

建立了在径向、轴向和倾覆力矩联合载荷作用下交叉圆柱滚子转盘轴承的力学模型,该模型考虑了转盘轴承的游隙参数。采用Newton-Raphson法对力学模型进行了数值求解。计算了转盘轴承的安全系数和疲劳寿命两个承载能力指标,分析了转盘轴承游隙变化对转盘轴承内部载荷分布、安全系数和疲劳寿命的影响规律。结果表明:转盘轴承游隙的变化对转盘轴承内部的载荷分布和承载能力有着显著的影响。随着转盘轴承轴向游隙的增大,转盘轴承内部承担外部载荷的滚子数量逐渐减少,受载最大的滚子载荷也随之逐渐增大。在转盘轴承的轴向游隙从0 mm增大到0.24 mm的过程中,转盘轴承的承载能力安全系数下降了16%,疲劳寿命减小了26%。     

游隙对铁路客车轴箱轴承性能的影响分析

基于RomaxD esigner软件,分析了铁路客车轴箱两套圆柱滚子轴承的径向工作游隙对滚子最大接触载荷、接触载荷分配、最小油膜厚度、轴承刚度及轴承疲劳寿命的影响,得出径向工作游隙是影响轴承力学性能的关键因素。分析结果表明:在给定的工况下,当内外侧两套轴承的径向工作游隙相差较大时,会导致两套轴承的载荷分配不均匀,进而使两套轴承的疲劳寿命不均衡,故两套轴承应采用相同的原始游隙,两套轴承的径向工作游隙差值要尽可能小;随着径向工作游隙的增大,模型中受载滚子个数逐渐减小,滚子的接触载荷分配曲线类似于正弦函数;轴承内外圈滚道最小油膜厚度随径向工作游隙的增大呈现先非线性增大后非线性减小的趋势,轴承内外圈最小油膜厚度与滚子承受最大载荷呈反比;轴承刚度随径向工作游隙的减小而增大,对滚子进行对数修形可以同时提高轴承的承载能力和抵抗变形的能力。     

螺栓预紧力对转盘轴承内部载荷分布的影响研究

通过弹簧单元和杆单元模拟轴承滚动体与沟道间的接触,对螺栓进行简化,并采用预紧力单元法施加螺栓预紧力,建立带有螺栓的转盘轴承有限元模型,研究非均布预紧力对转盘轴承内部载荷分布的影响。研究结果表明:滚动体与沟道之间的的最大接触载荷与螺栓预紧力成正比,非均布螺栓预紧力能够减小滚动体的最大接触载荷,进而为安装转盘轴承提供理论支持。     

深沟球轴承内部载荷序列与寿命计算

以深沟球轴承为研究对象,建立钢球与内外滚道的滚动接触模型,在疲劳寿命的计算中考虑轴承的运动特性。考虑球轴承中同时承载的滚动体个数随时间变化,提出了一种更为准确的载荷分布计算模型。分析了相同外部载荷作用下,不同游隙、不同转速对轴承内部载荷的影响。针对4种不同运动状态下的深沟球轴承,分析内圈、外圈和滚动体上一点的接触应力随时间的变化规律,计算得到其载荷序列。考虑内外圈不同运动状态对轴承应力循环次数的影响,对Lundberg-Palmgren(L-P)寿命模型进行了修正,计算了轴承内圈、外圈、滚动体以及轴承整体的寿命。对比不同运动状态下两种模型计算的寿命,在仅有一个套圈旋转时,修正的寿命与初始L-P寿命较为一致,当两个套圈同时旋转时,修正的L-P寿命与常用的L-P寿命计算结果存在较大差异。     

球径规值对角接触球轴承凸出量和接触角的影响

根据轴承内部滚动体与沟道的接触几何关系,推导了轴承实际凸出量的通用计算方法。在此基础上,针对实际生产过程两种操作方法(定游隙和变游隙),分析了滚动体直径变化对轴承凸出量和接触角的影响并推导了通用计算公式。研究表明,在定游隙情况下,滚动体直径变化对轴承凸出量和接触角的影响较小;而在变游隙情况下,上述影响较大。     

基于Hertz理论的深沟球轴承动态接触分析

考虑深沟球轴承径向游隙、离心力等因素,在Hertz理论基础上提出一种分析计算深沟球轴承在径向载荷作用下的动态弹性变形量与动载荷分布的方法;并分析径向载荷、径向游隙对深沟球轴承动态弹性变形量与动载荷的作用规律。发现随着径向载荷的增大,轴承的承载区、最大动态弹性变形量及动载荷相应增大;随着径向游隙的增大,最大动态弹性变形量与动载荷也随之增大,而其承载区减小。对于按照动载荷能力计算深沟球轴承的许用载荷以及估计轴承弹性变形量具有一定工程意义。     

基于有限长接触的风电机组主轴承接触应力分析

在建立双列球面滚子轴承力学计算模型的基础上,基于有限长接触理论分析滚道与滚子之间的接触,通过迭代求解轴承最大接触应力。以某双馈风电机组主轴承为研究对象,将计算模型与商业软件得到的轴承最大接触应力对比,误差在允许的范围之内,验证了计算模型的正确性。并分析了滚子球面半径、径向游隙、轴向载荷及径向载荷对轴承最大接触应力的影响,结果表明:随滚子球面半径增大,最大接触应力减小;随径向游隙增大,轴承最大接触应力增大;随轴向载荷增大,最大接触应力先增大后减小再迅速增大;随径向载荷增大,最大接触应力增大。     

球柱联合转盘轴承静承载能力的计算

根据滚动体的受力和变形关系,建立了轴向力、径向力及倾覆力矩作用下球柱联合转盘轴承的力及力矩平衡方程.计算了在联合载荷作用下轴承的载荷分布、各排滚动体的最大接触载荷及轴承中滚动体的最大接触应力,对轴承的静强度进行了校核.通过实例计算结果表明,利用这种方法更有利于转盘轴承的选型及轴承参数的优化.     

三瓣波滚道圆柱滚子轴承载荷分布特性研究

基于滚动轴承动力学理论,建立了三瓣波滚道圆柱滚子轴承的动力学分析模型,并以某型号三瓣波滚道圆柱滚子轴承为例,分析了不同滚道结构与工况参数下的轴承载荷分布。结果表明:三瓣波滚道圆柱滚子轴承的承载范围随滚道轮廓最低点半径及滚道轮廓高低点间差值的增大而减小;随着滚道轮廓最低点半径所在基圆圆度的增加,滚子与滚道间的总接触载荷变化很小,最大滚动体载荷逐渐增加;随着外圈安装旋转角的增大,滚子与滚道间的总接触载荷基本不变,最大滚动体载荷逐渐减小,滚子与滚道间的载荷分布更加均匀。     

谐波减速器中薄壁轴承接触载荷-应力计算仿真研究

针对经典滚动轴承力学特性的研究大多基于刚性套圈的假设,但无法应用于谐波减速器中发生套圈变形的薄壁轴承问题,基于柔性套圈变形假设得到薄壁轴承接触载荷-应力计算模型,并通过ANSYS建立薄壁轴承柔-柔接触三维有限元仿真模型.分析薄壁轴承装配受载引起套圈变形后滚动体接触载荷分布规律,研究薄壁轴承滚动体-滚道非理想接触下滚动体接触载荷-应力计算模型,指出传统刚性套圈假设、切片法分析薄壁轴承载荷分布以及估算薄壁轴承接触应力的局限性.通过理论数值计算和仿真结果对比,验证了基于柔性套圈假设分析薄壁轴承接触载荷-应力计算及仿真结果的合理性、准确性.     

减少滚动轴承打滑的方法

滚动轴承往往由于打滑而损坏,这对高速轻载条件下工作的轴承尤其严重。因此,航空发动机的高速轴承,除了作重载荷试验外,还作轻载荷甚至空载荷的运转试验,因为此时最容易打滑磨损,工作条件非常恶劣。一、打滑原因分析当滚动体通过轴承的非载荷区时,由于有游隙,故在离心力作用下滚动体与内圈脱离接触,失去了使滚动体滚动的推动力而产生打滑;待滚动体进入载荷区     

单排四点接触球转盘轴承的载荷分布分析

正确建立滚动体的载荷分布方程方可准确计算单排四点角接触球转盘轴承承载最大的滚动体所承受的载荷,准确绘制其承载曲线,为转盘轴承的设计与选型提供翔实的理论依据。建立了单排四点角接触球转盘轴承完整的载荷分布分析方程,并讨论了其求解方法。