深沟球轴承内圈及滚动体运动噪声的计算方法

以深沟球轴承为研究对象,建立了一种对内圈轴心轨迹以及每个滚动体中心运动轨迹计算的轴承数学模型,结合声学理论,将轴承内圈看作圆柱声源,将滚动体看作球声源,建立了能够对深沟球轴承内圈和滚动体振动噪声进行定量计算的计算模型。通过一个具体的算例,研究了转速和径向载荷对固定点上噪声大小的影响,以及噪声沿滚动轴承轴线方向的变化规律,绘制了这些影响的变化曲线。发现随着轴承转速的增大,轴承声压值会随之增大;随着轴承所受径向载荷的增大,轴承声压值会随之增大,其变化趋势由快到慢;轴承内圈和滚动体运动所产生的声压在轴承轴线方向上逐渐减小,呈非线性关系变化。     

直线滚动导轨额定静载荷的计算

本文采用轴承理论关于额定静载荷的定义,推导了直线滚动导轨分别以滚动体与滚道接触处的最大接触应力小于或等于许用接触应力为许用判据;以及应用Palmgren计算公式和Harris修正方程,以接触应力最大处滚动体和滚道的总塑性变形量小于或等于滚动体直径的万分之一为许用判据的额定静载荷计算公式.同时说明安顿极限(shake-down limit)也可能作为计算直线滚动导轨额定静载荷的许用判据.     

考虑滚动体误差时高速电主轴轴承的受力和寿命研究

以高速电主轴为研究对象,对支承电主轴的角接触球轴承进行了力学分析,建立了能够在考虑滚动体尺寸误差的情况下计算每一滚动体受力的计算模型。结合具体算例,在不考虑滚动体尺寸误差时,研究了轴向载荷和径向载荷对每个滚动体受力的影响,计算研究了滚动体尺寸误差对各滚动体受力及轴承寿命的影响。数值计算结果表明,滚动体存在正误差或负误差时都会改变每个滚动体的受力,都会使滚动轴承的寿命降低。研究了滚动体加工精度对电主轴支承的角接触球轴承寿命影响,得出了具体的影响曲线,结果表明,随着加工精度的降低,支承电主轴的角接触球轴承的寿命会快速下降,当精度低于G40时下降速度迅速增加。     

轴承滚子加工精度对高速电主轴动力学性能的影响

以高速电主轴为研究对象,建立了能够在考虑滚子加工精度的情况下计算电主轴支承轴承每一个滚子受力和轴承刚度的计算模型和转子的动力学模型。结合具体算例研究了滚子加工精度对轴承轴心轨迹、转子临界转速、前三阶振型及不平衡响应的影响,同时研究了径向载荷对高速电主轴不平衡响应的影响。数值计算结果表明,当滚子的加工精度在理想状态时,轴承轴心运动轨迹为一个椭圆,随着滚子加工精度的降低,轴承轴心运动轨迹不再是一个椭圆。当滚动体加工精度和轴向载荷不变时,径向载荷越大,轴端的不平衡响应振幅越大。随着滚动体加工精度的降低,转子的临界转速减小,前三阶振型基本不变。当转子角速度相同时,加工精度越低,转子不平衡响应振幅越大;当加工精度不变时,随着转子角速度的增大,转子不平衡响应振幅越大。     

滚动联轴器研究

有些设备在工作过程中主轴受工作环境影响温度升高而伸长,产生很大的轴向力,严重影响设备性能,为此,研究出一种新型联轴器-滚动联轴器,它允许被联接的两轴在很小的轴向力作用下移动,因此能消除有害的轴向力．此外,根据弹性理论得出滚动体接触应力和应变的计算公式,通过实验得出滚动体载荷不均匀系数,为计算滚子最大受力提供依据,经实际应用,滚动联轴器达到了理想效果．     

机器人曲面磨削轨迹的曲率自适应规划算法研究

机器人在曲面类零件加工中应用日趋广泛,针对自由曲面轨迹规划困难、工件表面粗糙度均匀性难以控制等问题,提出一种能适应曲面曲率变化的机器人曲面磨削轨迹规划方法.基于赫兹理论分析机器人磨具与工件表面的接触应力变化,通过求解材料去除模型计算出曲率影响下的相邻磨削轨迹行距,得到了曲率自适应的磨削轨迹;然后通过恒等弦高误差算法求解...     

发动机连杆小头轴承的润滑研究

文章将平均流量模型与微凸体接触理论相结合,建立了分析发动机连杆小头轴承润滑特性的数学模型和计算方法.主要研究了表面粗糙度对轴承流体润滑以及轴心轨迹的影响.结果表明,表面粗糙度越大,微凸体的承载量越大,峰元摩擦力也越大,膜厚比减小;同时表面粗糙度对轴心的位置有一定的影响,但对轴心轨迹的形状影响不大.     

基于仿射不变矩的轴心轨迹自动识别方法

讨论了仿射不变矩的原理,通过改进仿射不变矩的积分因子,保证了积分因子在仿射变换下的不变性,将仿射不变矩应用于水电机组轴心轨迹特征的提取.通过计算轴心轨迹的仿射不变矩作为特征向量,结合人工神经网络方法,提出了一种高效的轴心轨迹自动识别新方法.对3类典型的轴心轨迹的自动识别进行了仿真试验,并与Hu氏不变矩方法的识别效果进行对比.试验结果表明:采用仿射不变矩方法的轴心轨迹识别率达到95%,明显高于Hu氏不变矩的识别率,仿射不变矩具有比Hu氏不变矩更好的轴心轨迹识别能力.     

球轴承中的点接触问题

通过对两个主曲率平面两两共面的光滑弹性体的接触几何分析，给出了球轴承滚动体与滚道接触区诸如接触变形、接触应力等力学参数的计算方法，为滚动轴承的设计分析提供了计算依据。     

圆柱度误差在位测量理论和方法探讨

本文就圆柱形状误差在位测量提出了一套方法,把所得信号经数学处理,能获得精确的轴心轨迹和最小二乘圆柱表面的误差函数,可用其评定工件的圆柱度误差,进行机床故障诊断,并为误差补偿提供信息。     

智能控件化虚拟式轴心轨迹分析系统

转子轴心轨迹和轴心位置的变化是判断转子运行状态和故障征兆的重要依据.根据秦氏模型的原理,研究了智能控件化虚拟仪器的原理和形成过程,将智能控件化虚拟仪器这一全新的仪器概念引入到轴心轨迹分析系统中,在VMIDS系统上开发出智能控件化虚拟式轴心轨迹分析仪,可实时显示轴心轨迹和轴心位置,还可以显示两路相互垂直振动信号的波形和频谱.利用快速傅立叶变换(FFT)实现了轴心轨迹的分量分解和分量合成,能清楚地得到转子轴心轨迹的组成成分,判断一些常见的旋转机械故障.     

弹流润滑球轴承-转子系统非线性动力学分析

以球轴承为研究对象,求解滚动体与内外圈在弹流润滑状态下的刚度-阻尼.基于该动态刚度和阻尼建立动力学微分方程,采用数值方法得到转子系统在不同转速和径向游隙下的分岔图、相图、庞加莱图和轴心轨迹图等,分析轴承不同转速和游隙对轴承转子系统动态特性的影响.研究表明游隙和转速是影响系统非线性特性的重要因素,具有动态刚度和阻尼的滚动轴承转子系统显示出了更为复杂的动力学特性.     

基于小波包变换的船舶轴系轴心轨迹特征提取

为实现通过轴心轨迹识别船舶轴系的工作状态,在船舶轴系轴心轨迹测试实验台上测试各轴承处水平和垂直的位移信号,应用小波包变换对各轴承处的轴心轨迹进行特征提取及分析.结果表明:实测船舶轴系轴心轨迹混乱,无法用于船舶轴系工作状态的识别;利用小波包变换提取的轴心轨迹呈清晰的香蕉形、椭圆形及外“8”字形,其中香蕉形和外“8”字形轴心轨迹刻画了转子不对中工作状态,椭圆形轴心轨迹刻画了转子不平衡工作状态.因此,小波包变换可用于船舶轴系轴心轨迹的提取,实现船舶轴系工作状态的识别.     

基于ANSYS的推力球轴承的接触仿真

为提高推力球轴承设计过程的效率和准确性,采用有限元分析法对该问题进行研究,取轴承的1/13建立有限元模型, 忽略保持架、润滑的影响,选用高阶单元模拟边界曲线,上下两滚道采用扫描方式进行网格划分,滚动体采用自由网格划分,用有限元软件ANSYS对推力球轴承的接触面形状和尺寸、接触应力进行模拟计算.将所得结果与Hertz 接触理论推导公式的计算结果进行比较,除接触椭圆短半轴的误差较大外,其他主要尺寸的误差较小.通过有限元软件的模拟可以得到更多的传统的方法不能得到的重要数据,从而提高轴承的设计水平.     

EEMD滤波的转子轴心轨迹提纯方法

针对轴心轨迹提纯问题,研究了集合经验模式分解(Ensemble empirical mode decomposition ,EEMD)抑制模态混叠的特性及其滤波特性,提出了基于EEMD滤波的转子轴心轨迹提纯方法。应用EEMD将信号分解成一系列的固有模式函数(Intrinsic mode function,IMF)分量,再根据先验知识选择相应的IMF分量重构信号,组合成提纯轴心轨迹。对小型转子试验台转子轴心轨迹的成功提纯验证了该方法的有效性,与谐波窗和EMD轴心轨迹提纯方法的对比结果表明了该方法的优势,为转子系统故障诊断提供了一种新的手段。     

柔性轴承动载荷下的接触应力计算

在考虑到柔性轴承工作特点、滚动体离心力作用以及ＥＨＬ油膜影响的前提下．提出了一种分析计算柔性轴承载荷分布和接触应力的方法、对于按照动负荷能力来计算柔性轴承的许用载荷具有一定意义．     

非正交双回转摆臂机构的主轴轴心偏差的检测

非正交双回转摆臂机构回转范围广、灵活性强,能实现复杂曲面的加工.但该类型回转摆臂机构的主轴轴心偏差会直接影响被加工工件的面形精度.为了有效分析并测量出主轴轴心偏差进而改善机床精度,基于多体系统理论建立了非正交双回转摆臂机构的主轴轴心运动误差模型,此模型包含了回转轴A、B各6项静态结构误差;通过对此运动误差模型进行ANSYS静态仿真分析,获得了回转摆臂机构B在不同回转角度下主轴轴心的运动轨迹;基于Renishaw公司开发的QC10球杆仪测量原理设计了5种不同实验测量路径,验证了主轴轴心运动误差模型可用于非正交回转机构主轴轴心的误差辨识.     

一种新矩在水电机组轴心轨迹识别中的应用

结合不变矩和神经网络提出一种水电机组轴心轨迹自动识别方案，证明了离散点状态下曲线不变矩具有平移不变性和旋转不变性，但不满足比例因子缩放不变性;构造一组同时满足平移不变性、旋转不变性和比例因子缩放不变性的新曲线不变矩;通过引入动量项的BP神经网络对轴心轨迹自动识别。并给出了仿真和实际水电机组轴心轨迹识别诊断结果;对初步定性诊断结果进行定量分析，计算轴心轨迹形状特征参数，为故障定位分析提供参考．     

集成轴心轨迹信息熵及盒维数的转子故障程度判别与故障预示

以转子故障的定量诊断为切入点,针对转子故障程度判别灵敏度不足问题,借助轴心轨迹蕴含的丰富信息,在同时考虑转子轴心轨迹形状不规则程度和混乱程度两方面信息基础上,基于轴心轨迹信息熵和盒维数,提出并构建了一种新的直观评价转子运行状态指标及转子故障程度判别及故障状态预示方法。该方法首先网格化轴心轨迹,然后应用信息熵计算轴心轨迹在网格中的分布情况,量化轴心轨迹混乱程度;同时应用盒维数方法量化故障状态与正常状态轴心轨迹形状的不规则程度,最后集成两方面信息,综合评价转子运行工作状态与判别转子故障程度。实验结果表明:由于利用了轴心轨迹的边界信息,该方法可以识别转子正常模式与故障模式;综合考虑两个指标得出正常状态评估指数最低、碰摩故障指数最高,符合转子实际运行状态,验证了该评估方法的有效性。此外,通过与轴心轨迹象限面积熵法和盒维数法的对比,提出的有量纲指标相比无量纲指标拥有更优的状态描述能力,也符合转子故障的发展趋势,为旋转机械的实时状态评估和故障预测提供了一种新的途径。     

关于内燃机轴承轴心轨迹的研究

本文综述了内燃机轴承轴心轨迹的几种计算方法,特别对荷氏法进行了详细研究,修正了不当之处,编制了程序,已为我国内燃机轴承设计者服务。本文提出的四矢量法是在研究荷氏法的基础上接近汉氏法的一种方法。汉氏法计算严格,但计算耗时太多,荷氏法和移动率法简单、实用。本文还论述了轴心轨迹在内燃机设计中的应用以及轴心轨迹的实测方法。