高速角接触球轴承发热及其影响因素

为了提高高速主轴单元的热态特性,从理论上分析了高速角接触球轴承的受力,计算了滚珠与滚道的接触负荷,在此基础上,计算轴承的摩擦发热,编写了高速角接触球轴承发热的计算机程序,对高速角接触球轴承实例进行了验证计算并就轴承主要参数对发热的影响进行了讨论。     

角接触球轴承-转子系统动力学行为研究

为研究角接触球轴承-转子系统非线性行为,利用角接触球轴承反力与轴颈中心位移关系,建立五自由度角接触球轴承-转子系统动力学模型,推导出系统运动微分方程,并采用龙格-库塔法求解,着重讨论轴向力对系统非线性行为的影响。计算结果表明:角接触球轴承-转子系统动力学行为非线性特性显著;随着轴向力的增加,系统的响应由周期运动、倍周期运动、拟周期运动发展到混沌运动。由于轴向力作用,轴承支承刚度发生变化,导致转子两端轴颈中心的动力学响应明显不同。     

角接触球轴承对高速主轴变形影响建模与分析

高速主轴在工作过程中易受热变形影响数控机床加工精度,而角接触球轴承作为高速主轴的支承件发挥着巨大的作用。根据Hertz接触力理论,结合角接触球轴承受力平衡以及位移方程,建立角接触球轴承对主轴位移影响的分析模型,然后通过对比用模型计算的轴套位移值与用位移传感器测得的轴套位移值来进行验证;最后分析计算不同转速下轴承内外圈接触力和轴承刚度的影响,以及不同转速下对轴套和主轴位移产生的影响。利用该模型可以设置合理的预紧载荷以及主轴转速,提高轴系的运动定位精度,为轴承预紧量的施加、工作预紧载荷的调整及预紧装置的设计提供参考,弱化轴承塑性变形导致的热变形,从而降低对高速主轴变形位移产生的影响。     

高速角接触球轴承摩擦力矩的影响因素研究

为更加准确地描述高速电主轴轴承热位移和预紧力对其摩擦力矩的影响，建立角接触球轴承摩擦力矩数学模型。结合修正的拟静力学理论建立轴承受力平衡方程，分析轴承热位移和预紧力对轴承摩擦力矩的影响规律。结果表明：轴承热位移随转速的增加而增大，在高速条件下其值较大；轴承摩擦力矩随径向热位移的增加而增加，随轴向热位移增加而缓慢增加；轴承转速越低，轴承热位移对摩擦力矩的影响越明显；轴承摩擦力矩随着轴向预紧力的增加而增加;轴承热位移和预紧力对轴承差动滑动摩擦力矩影响最大，对自旋摩擦力矩影响次之，对弹性滞后摩擦力矩的影响最弱     

航天器高速角接触球轴承生热及温度场仿真分析

高速角接触球轴承在高速运转条件下生热主要是由于滚子与滚道相互摩擦引起的,其中转速、载荷、材料和润滑状态等都是主要的影响因素。根据滚动轴承生热计算模型,基于MATLAB计算平台对航天器高速角接触球轴承B7005进行生热计算。另外,基于ANSYS有限元分析平台对轴承进行温度场仿真分析。最后比较两种方法的结果,分析表明,理论计算与有限元分析结果接近,验证了所介绍的温度场仿真分析方法具有较高的可靠性,也是热-结构耦合分析和寿命分析的重要基础。     

基于热-力耦合的陶瓷球轴承摩擦力矩分析北大核心

滚动轴承摩擦力矩是导致轴承发热的主要因素,为准确描述轴承摩擦力矩与温升的耦合关系,基于滚动轴承拟动力学及弹流润滑理论,考虑轴承预紧力、离心效应、热膨胀等影响,建立了基于热-力耦合的陶瓷球轴承摩擦力矩计算模型,并试验验证了模型的正确性。分析了不同工况条件及轴承结构参数对陶瓷球轴承摩擦力矩的影响,计算结果表明:陶瓷球轴承摩擦力矩受载荷、转速、预载荷影响较大;合理选择轴承的结构参数以及润滑油温度均有助于降低轴承整体的摩擦力矩。     

轴向力随动下角接触球轴承的温度分析

针对角接触球轴承的温度监控及测温滞后问题,首先,通过轴承的受载试验,测试了不同工况下角接触球轴承的内外圈温度,并用数值仿真验证试验测得数据的可靠性;其次,基于BP神经网络建立了轴向力随动下角接触球轴承的温度预测模型,并证明了该温度预测模型具有较强的泛化能力;温度预测结果表明预测值与试验所测值的绝对误差小。最后,研究分析了转速、润滑油的温度等因素对轴向力随动下角接触球轴承的温升影响。为掌握轴承运行状态,优化轴承结构,提高轴承的性能提供参考。     

一种角接触球轴承静特性分析方法

在轧机装备的设计过程中,对角接触球轴承的静特性分析是进行轴承动特性计算,确定轧辊轴承选型的首要工作。本文基于Hertz点接触理论建立了球轴承的静力学平衡方程,并对角接触球轴承的接触角分布、接触载荷分布、接触变形、轴承内外圈位移及刚度进行了计算。以轧辊轴承FAG-7206B-TVB为研究对象,对其进行静态特性数值分析,并将计算结果与传统简化算法进行了比较,验证了本方法在进行角接触球轴承静特性分析的有效性和精确性。     

滚动轴承预紧力对其转子系统特性影响的理论及试验研究

为了改善滚动轴承-高速电主轴系统特性分析中对轴承只取其刚度和阻尼元素参与计算的情况,引入滚动轴承预紧力参数,建立用于轴承转子系统特性分析的滚动轴承预紧力约束方程,从理论上计算预紧力对系统刚度、临界转速和轴承性能的影响.以角接触球轴承-高速(60 000 r/min)电主轴系统为对象,设计一种预紧力测量方法,通过实验研究轴承预紧力对轴承转子系统的影响,结果表明测量结果与理论计算基本一致.     

联合外载荷作用下角接触球轴承内部载荷分布和变形的数值迭代计算

为了研究联合外载荷作用下球轴承的内部载荷分布和变形特性,提出一种基于赫兹接触理论的数值迭代计算方法.以角接触球轴承为对象,考虑在预紧力、轴向力、径向力等联合外载荷工况条件下内外圈滚道接触角的变化,以及滚珠载荷分布、载荷大小随接触角的变化,利用滚道接触角与滚珠载荷之间的关系式进行数值迭代求解,来寻找轴承受载后内部的平衡状态.通过与典型有限元分析结果的比较可以看出:所提方法不仅详细计算出了轴承内部的载荷情况,而且更为准确地分析了联合载荷对轴承变形的影响机制.搭建了模拟联合外载荷工况的轴承试验台,测量了轴承的变形,验证了该方法的正确性.     

计入波纹度的柔性角接触球轴承振动特性研究

针对柔性角接触球轴承的振动,建立计入波纹度的柔性角接触球轴承动力学模型,该模型考虑了润滑和轴承内外圈表面波纹度对轴承动力学的影响。在此基础上研究了轴承内外圈波纹度幅值对角接触球轴承振动的影响,仿真结果表明：角接触球轴承的振动随内外圈波纹度幅值的增加而增强,柔性环的振动比刚性圈体的振动大,波纹度阶数也会影响加速度的特征频率,且在旋转过程中产生的柔性变形加剧了内外圈波纹度对振动的影响。搭建轴承振动实验台,验证了动力学模型的正确性。     

AgNi10触头材料闭合接触阶段的热-电-力耦合分析及实验研究

建立了描述直流闭合接触阶段AgNi10电接触材料受热-电-力耦合作用的数学模型,通过有限元法采用顺序耦合方式计算了固定接触阶段AgNi10触头材料接触区的温度场、应力应变场等,计算过程考虑了材料物理力学特性随温度的变化、接触电阻以及符合实际工作环境的边界条件等。结果表明:电流密度沿接触区域非均匀分布,形成环形热源;在热-电-力耦合作用下,热应力集中区由接触中心向触头内部扩展,同时,接触界面的边缘处也出现了热应力集中区,热应力集中区容易成为裂纹源,这一计算结果与实验现象基本一致。     

角接触球轴承组合轴向预紧力分析

在赫兹接触理论和滚动轴承拟静力学分析理论的基础上,建立了角接触球轴承串联组合时计算轴向预紧力的方程.采用Matlab编程求解了动态条件下的轴向预紧力,分析了轴承内外圈宽度尺寸偏差、隔套长度尺寸偏差、滚动体直径尺寸偏差、转速及轴承沟曲率半径系数对轴承组合轴向预紧力的影响规律.结果表明:尺寸偏差越大两个轴承轴向预紧力的差别越大,内外圈沟曲率半径系数越大轴向预紧力的差别越小;外圈沟曲率半径系数比内圈沟曲率半径系数对轴向预紧力分配的影响更明显;转速增大时两个轴承轴向预紧力的差别先减小后增大.     

基于热弹耦合的双圆弧齿轮接触特性研究

为了探讨高温重载条件下双圆弧齿轮的工作性能、为热弹耦合作用下双圆弧齿轮疲劳寿命的预测提供分析数据,有必要对热弹耦合场下的双圆弧齿轮进行接触特性研究.采用Pro/E与ANSYS联合建模的方式,建立双圆弧齿轮三维有限元热弹耦合模型.利用ANSYS间接耦合方法,在瞬态热分析求得温度场的基础上,在结构分析中定义接触对,采用稳态分析方法进行接触分析,可求得热弹耦合作用下的接触区域、接触应力和弯曲应力.与非耦合场下的分析结果进行了比较.结果表明该方法是可行的.     

基于ANSYS的高速角接触球轴承温度场分析

针对不同工况下热效应对高速角接触球轴承疲劳寿命研究的不足,首先对一般角接触球轴承进行了动力学分析;其次在ANSYS中建立了7008C轴承的有限元模型,并通过电主轴测温试验验证了模型的可靠性;最后综合分析了7种工况下载荷、转速对轴承温升的影响。得出随着转速升高或轴向载荷的增大,轴承的发热量增大,温度升高,润滑油的粘度降低,径向载荷对轴承的发热量及温升影响不明显。结果符合实际,为进一步轴承疲劳寿命的研究奠定了基础。     

高速铝箔轧机工作辊操作侧止推轴承运行行为的研究

某公司２３５０高速铝箔轧机操作侧止推双列角接触球轴承寿命低、易烧熔,其原因是过大的轴向力及严重偏载。实测表明,轧抽时的轴向力可达３６．３ｋＮ且偏载严重,据此提出释放多余约束、调整轧辊交叉角,润滑轴承与辊径接触面等措施。,     

全陶瓷轴承动力学特性分析与应用研究

在10000r/min的高速状态下,考虑了滚动体与套圈滚道的结构弹性变形与动态接触关系,求解角接触陶瓷球轴承接触应力和变形,分析动力稳定性。采用有限元计算方法对高速陶瓷球轴承进行接触分析,对该轴承接触表面应力与变形的计算和仿真运动分析,绘制等效云图并将该轴承应用于高速主轴性能测试。基于ANSYS接触理论得出滚动接触体之间的相对滑动现象及其滚动体与套圈滚道相对运动关系,结果与已有的轴承运动的理论和实际情况相吻合。通过有限元计算模型表明对轴承的应力分布和动态响应是可行的,可以看出ANSYS对轴承的滚动接触理论分析有一定的指导意义,为进一步研究轴承动力学特性提供了更可靠的依据。     

混合陶瓷球轴承振动特性仿真分析

为研究混合陶瓷角接触球轴承剥落故障振动特性,在ANSYS Workbench中建立了角接触球轴承的动力学有限元模型,通过在外圈滚道、内圈滚道及滚动体上设置剥落故障,分析特定工况下正常与剥落故障时轴承各零件受力变化。在此基础上,研究正常与不同零件故障对接触力的影响,并分析剥落故障对轴承零件运动特性的影响。结果表明：轴承各元件中应力最大的是滚动体,剥落故障使轴承最大应力增加,且最大应力大都出现在滚动体上;外圈剥落对经过剥落处的滚动体造成冲击,增大滚动体公转和自转周期,使滚动体速度降低,接触力明显增大;外圈剥落对内圈振动加速度的变化影响较小。     

高速加工用的主轴轴承系统

角接触球轴承由于其摩擦和磨损性能好而特别适合于高速加工。本文介绍的油气最小量润滑方式可通过新型的输入方法使极限转速提高２０％。另外，采用混合轴承和陶瓷滚动体轴承还可达到更高的转速上限。     

宝钢2050热轧支承辊仿真分析

针对宝钢2050热轧生产线上新型号支承辊,采用有限元仿真技术,以有限元模拟软件ABAQUS为平台,运用热-力耦合方法动态模拟各道次轧制过程,分析轧制过程中该支承辊的工作状态。分析认为支承辊辊身与工作辊辊身接触部位、支承辊辊颈与轴承接触部位及支承辊辊颈与辊身连接的部位是可能失效的主要部位,校核后结果表明,该支承辊在工作时是安全的。经过实验验证,仿真结果与实际生产数据比较吻合,仿真结果准确可靠。