供气压力对气体轴承——转子系统稳定性影响的实验研究(英文)

为解决气浮轴承在经过临界转速的剧烈振动不稳定这一问题,进行了供气压力对气体轴承-转子系统稳定性影响的实验研究。基于涡轮驱动和电器比例阀压力控制,搭建了基于高速静压气体轴承-转子系统实验台,对不同供气压力工况组合下系统振动进行了测试与分析。结果表明: 在一定供气压力范围内,临界转速值随着轴承供气压力增大而升高,振动幅值随着轴承供气压力增大而降低,合理控制临界转速区域附近供气压力可一定程度内抑制振动幅值,达到提高系统稳定性的目的。     

德开发出高速主轴轴承

德国开发出了HS70系列和HS719系列的新型高速 主轴轴承。它可提高30％～40％的转速。 该轴承与以前的角接触球轴承的不同点是:球的     

滚动轴承旋转灵活性检测系统设计

文中介绍了一种滚动轴承旋转灵活性在线检测系统。该系统通过对旋转齿盘转速变化率的测量实现轴承旋转灵活性的数字化检测。机械结构部分主要包括定心装置、加载机构、旋转装置、转速测量机构,可适用多种规格轴承。由PLC实现动作的控制,并开发了基于Lab VIEW的数据采集处理程序,使用曲线拟合方法对转速分析得到转速变化率,作为旋转灵活性的数字化检测依据。实验结果表明该系统测量精度可靠,能够实现轴承灵活性无人在线检测,满足滚动轴承装配线中旋转灵活性自动化测量的要求。     

滚动轴承腔内气液固三相流场数值模拟

为了研究高速轴承内气液固三相流动状态,基于VOF模型和DPM模型,建立三维轴承腔多相流模型,在考虑接触角及石墨烯含量的条件下,分析不同进气速度、转速下轴承腔内液固两相分布状态。结果表明：轴承外圈滚道润滑油膜形成与转速和进气速度有关;不同工况下,进入轴承腔内的石墨烯数量不同,随着转速的提高,石墨烯在轴承腔内沿周向的扩散速度加快,进气速度的提高使得石墨烯沿轴向扩散的速度增加。在转速为9 000 r/min时,润滑油易生成较为均匀的润滑油膜。     

轴承套圈表面超声滚挤压加工硬化模型

为了提高轴承表层性能,获得较好的表面硬度,对超声滚挤压加工强化处理后的轴承套圈进行显微硬度测试,研究静压力、工件转速、进给量3个主要加工参数对轴承试样表面层硬度、硬化层深度的影响规律,建立了超声滚挤压轴承套圈表面加工硬化回归模型,并验证了模型的准确性。研究结果表明,轴承套圈表面硬化层深度可达250μm,表面硬度随静压力的增大而增大,随进给量的增大而减小,随转速的增大先增大后减小;其中静压力对硬度和硬化层深度的影响最大,进给量次之,转速影响相对较小;使用所建立的表面硬度模型进行预测的结果与试验结果最大误差为1. 29%,说明该模型可用于不同工艺参数下轴承套圈表面硬度的预测和优化。     

三油楔固定瓦滑动轴承结构参数对刚性Jeffcott转子失稳转速的影响

以三油楔固定瓦滑动轴承支承刚性Jeffcott转子系统为研究对象,采用有限差分法,通过数值计算联立求解系统自由振动方程和Reynolds方程,研究了轴承的预负荷系数、宽径比和最小间隙比的变化对系统失稳转速的影响规律.根据研究得出了一系列关于轴承参数对系统失稳转速影响的规律性曲线.结果表明:随着轴承预负荷系数增大,系统失稳转速增大;随着轴承宽径比和最小间隙比的增大,系统失稳转速下降;说明可以通过增大轴承预负荷系数、减小宽径比和最小间隙比实现对系统稳定性的改善.     

高速机床主轴用陶瓷球轴承性能分析

0　引言机床主轴高速化是近年来机床技术发展的重要趋势。滚动轴承是可提供高速回转运动的重要机械支撑件,也是军事和民用工业的重要基础件。由于机械产品不断向高精度、高速和高度自动化方向发展,各种装备的工作转速不断提高,使得相应的d·n值(轴承直径与转速的乘积)已达到30 0万,而试图通过单纯改进滚动轴承的结构和润滑条件来提高d·n值已远不能满足达到这一要求。解决这个问题的途经一是从结构参数上考虑,减小球的质量,如小球轴承(球径比一般的轴承小) ,在保持其它条件基本不变的情况下,转速可提高约4 0 % ,这种轴承我国已开始生产;另一…     

均压槽结构对超高速空气静压轴承性能影响分析北大核心

以超高速空气静压止推轴承为研究对象,建立了圆形、环形、扇形和十字形四种均压槽轴承的CFD仿真模型,采用计算流体力学方法,对比分析了有无均压槽轴承在不同气膜厚度与工作转速下对轴承承载性能(压力分布、承载力、刚度、消耗气体质量流量)、稳定性(最大气流速度与湍流动能)的影响。结果表明,气膜厚度和工作转速对5种轴承的承载性和稳定性影响较大,并得到了其影响规律;其中,环形槽轴承兼顾承载性与稳定性,通过实验验证得到环形槽轴承的最佳工作转速。研究成果可为超高速空气静压轴承的进一步优化提供一定的理论依据。     

风机齿轮箱轴承应力及疲劳寿命分析北大核心

针对风机齿轮箱轴承在运转中出现的外圈局部剥落缺陷及其造成的疲劳寿命问题,以5 MW风机齿轮箱输出轴轴承为研究对象,建立无缺陷轴承和不同宽度尺寸局部剥落缺陷轴承的数值模型。对模型进行显式动力学分析,分析转速及缺陷尺寸扩展对轴承各部件的应力变化;以名义应力法和损伤理论为准则,对无缺陷轴承和有缺陷轴承进行疲劳分析,得出轴承的损伤和疲劳寿命。结果表明:随着局部剥落缺陷的扩展和转速的增大,这两轴承各部件应力均上升,但寿命均下降。     

径向磁液轴承的转子散热规律研究

为了提升磁液轴承的稳定性以及使用寿命,建立磁液轴承的涡流损耗仿真模型,分析初始条件下磁液轴承的磁场、温度场及热变形的分布,利用Ansoft Maxwell软件仿真求解轴承转子产生的涡流损耗,基于多场耦合作用分析输入电流、转速、进油流量变化对导磁套涡流损耗及传热率的影响,探索转子散热规律的变化,并进行试验验证。试验结果表明：随着电流和转速的增加,进出油口温差逐渐增大,试验值与仿真值趋势一致,误差在可接受范围内,验证了仿真结果的可靠性。     

环下润滑角接触球轴承温升研究

针对环下润滑角接触球轴承在工作状态下的温升特性进行了研究。通过计算轴承的生热,在分析软件ANSYS Workbench中对不同转速下轴承的温度进行数值模拟,并与试验法测得的轴承温度进行对比分析。研究结果表明,轴承的热源主要来自钢球自旋生热和差动滑动生热;供油温度对轴承的温度变化起主导作用;轴承的转速越大,生热越多,轴承的温度越高。数值模拟法与试验法得到的结果基本一致。     

风电轴承套圈超声滚压强化残余应力形成规律分析

为提高风电轴承套圈的疲劳强度,以风电轴承套圈为研究对象,选取超声滚压强化的静压力、振幅、工件转速和进给速度为主要工艺参数,进行风电轴承套圈的超声滚压强化试验研究。分析了不同工艺参数强化后的表面残余应力变化规律。结果表明:静压力对超声滚压强化表面残余应力值影响最大,较大的振幅对静压力作用效果有显著增强,工件转速与进给速度对残余应力值的影响具有一定交互关系,且一定范围内低转速高进给速度能预置更大的残余应力。所建立的响应面模型拟合度可达94. 84%,单因素最大相对误差6. 88%,可作为强化后风电轴承套圈表面残余应力控制的参考。     

机床电主轴动静压轴承性能的仿真和试验研究

先进制造方式需要机床具有高速高精密的电主轴功能部件,选用动静压轴承可以提高车削加工中心电主轴的刚度和回转精度,因此选择动静压轴承作为主轴的支撑形式。轴承周向有4个浅腔形式油腔,以小孔节流形式恒压供油。建立润滑分析模型,分析轴承的承载力、最小膜厚和温升等静态性能指标。在卧式试验台上测试轴承的动态性能,结果表明：刚度随着转速的增加主要呈增大趋势,转速在3 000~6 000 r/min时刚度值比较稳定;水平方向和垂直方向的最大振幅分别为4.5、3.9 μm。若要提高回转精度可对转子轴系进行优化,并做好动平衡及隔振。     

高速电主轴用球轴承油气润滑温度场仿真与实验研究

基于局部热源计算轴承内部生热,考虑不同转速计算油气润滑下轴承滚道表面对流换热系数,采用Mixture多相流模型结合RNG k-ε湍流模型和Fluent软件动网格技术,建立球轴承两相流场模型,求解得到电主轴球轴承油气润滑温度场,分析轴承内部温度分布,给出最佳供油量的确定方法。对某高速电主轴用球轴承进行了油气润滑两相计算,结果表明:随着转速增大,轴承总摩擦生热率急剧增大,且转速越大,增长幅度越大;给定工况存在最佳供油量,且最佳供油量随转速增大而增大。最后通过电主轴轴承实验证明了该模型对油气润滑模拟的可靠性。     

基于立式圆台磨削的Si3N4套圈磨削机理与工艺研究

轴承套圈端面形位公差直接影响轴承的精度,为提高氮化硅套圈的加工精度,对套圈端面的宽度变动量进行研究。在立式圆台磨削方式下,采用正交试验,确定各因素对套圈宽度变动量影响的主次顺序,优化获得套圈端面的最佳加工工艺参数;后通过单因素试验,探究单一磨削参数对宽度变动量的影响规律。主轴进给速度对氮化硅套圈宽度变动量影响最为显著,砂轮转速次之,工件转速影响最小;氮化硅套圈宽度变动量随进给速度的增大而增大,随工件转速和砂轮转速的增大先减小后增大;降低进给速度,有利于减小裂纹及凹坑缺陷的产生,提高套圈端面表面质量。在最佳加工工艺参数砂轮转速为800 r/min、进给速度为5μm/min、工件转速为55 r/min下,可获得氮化硅套圈宽度变动量≤6μm,实现氮化硅轴承套圈高效精密加工。     

摆动剪减速机故障分析与应对

为了减少摆动剪减速机薄弱环节的故障,确保摆动剪长期高效地工作,某厂通过优化改进操作侧轴承、驱动侧轴承失效、一轴转速及二轴离合器和润滑系统,使得摆动剪的使用寿命得到了极大地提高。结果表明,摆动剪减速机轴承失效与轴承的形式、润滑、轴承的转速、离合器接合时间等有着密切的联系,只要处理好以上问题就能极大地提高摆动剪减速机的轴承使用寿命,进而确保摆动剪的正常使用。     

立式转子跌落在保护轴承上的碰撞特性

保护轴承用于支承主动磁悬浮轴承系统中高速跌落的悬浮转子,其抗冲击性能直接影响磁悬浮轴承系统的安全性和可靠性。为研究立式主动磁悬浮轴承系统中保护轴承的抗冲击性能,以满装混合陶瓷球轴承作保护轴承,对转子-保护轴承系统进行受力分析,建立转子-保护轴承的动力学模型。利用多体动力学软件对转子跌落到保护轴承过程中保护轴承所受的碰撞力进行仿真,分析转子偏心状态下,跌落转速和动平衡精度等级对碰撞力的影响。结果表明:随着跌落转速和动平衡精度等级的提高,保护轴承所受的轴向碰撞力保持不变,径向碰撞力随之增大。     

大型汽轮机组油膜振荡的分析与处理

油膜振荡是大型汽轮机组运行过程中的常见故障之一。本文介绍了油膜振荡产生的原因，分析了油膜振荡故障的机理，增大轴承偏心率，提高轴承一阶临界转速和失稳转速均有利于防止油膜振荡。     

高速球轴承生热量的理论及试验研究

结合高速球轴承的拟动力学模型,分析轴承各零件在接触点处的切向摩擦力和相对滑动速度。利用局部分析法建立轴承生热量计算模型。研究转速、载荷和轴承几何结构参数对轴承各单元间的局部生热量和总生热量的影响。搭建轴承试验台,监测轴承生热量随工况的变化规律;将相同条件下的理论计算结果和试验结果进行对比,验证理论模型的正确性。结果表明:轴承在稳定运行时,转速和外加轴向载荷是造成轴承总生热量的主要因素;在球径一定的情况下,内、外圈沟曲率半径系数存在一个使轴承生热量最小的最优值;分析轴承生热量变化规律,有利于轴承的温度场计算、润滑油油量的选取等。研究结果为轴承结构的优化设计提供参考。     

4～5 MW风力发电机组增速箱轴承试验机研制

为验证4～5 MW风电增速箱轴承性能,研制一台轴承试验机。该试验机可以通过载荷谱控制轴承旋转方向、转速、承受的轴向和径向载荷以及润滑油流量来模拟轴承实际工况,并使用测量轴承振动和温度的方法来侧面反映轴承的实时状态。使用变频器控制变频调速电机使轴承变速变向,液压比例伺服阀可变精准加载,润滑比例流量阀调整润滑油流量,铂热电阻温度传感器测量轴承温度,加速度传感器配合振动采集模块测量轴承振动。试验机可以通过加快轴承转速和增大轴承载荷的方法,只需要普通寿命试验几十分之一的时间就足以完成强化寿命试验。通过50 000 min的测试,试验机运行平稳、可靠性良好,数据正常,达到了设计目的。