风电转盘轴承设计参数对承载能力的影响

针对风电转盘轴承的结构特点,根据轴承受载产生内、外圈相对位移后的几何关系,得出钢球-沟道之间的弹性趋近量表达式,以套圈相对位移为未知变量建立了轴承的平衡方程组,并结合某具体型号的轴承,研究了轴承的游隙、沟曲率半径系数、接触角等参数的改变对轴承承载能力的影响,结果表明:适量小的负游隙可使轴承具有极佳的承载性能;减小沟曲率半径系数可提高其承载能力;轴承的轴向载荷相对数值较大时,增大接触角可以提高其承载能力。     

特大型四点接触球轴承沟曲率半径系数的设计方法

沟曲率半径系数是轴承设计中一个重要的设计参数,对轴承的承载能力和疲劳寿命有较大影响。目前为止,特大型四点接触球轴承沟曲率半径系数的设计依靠经验取值,缺乏设计依据,由此设计出来的轴承不能保证满足承载能力的要求。给出了特大型四点接触球轴承精确静承载曲线的绘制方法,提出了根据特大型四点接触球轴承精确静承载曲线设计轴承沟曲率半径系数的方法并给出了相应的设计流程,同时还给出了此类轴承疲劳寿命的计算方法。给出的沟曲率半径系数设计方法能够精确设计特大型四点接触球轴承的沟曲率半径系数,设计出的轴承一定满足轴承承载能力的要求及较高疲劳寿命的要求。此外,该设计方法可提高轴承的设计效率,并为轴承沟曲率半径系数设计方法的发展提供理论基础。     

非对称接触角对四点接触球转盘轴承静动承载能力的影响

基于Hertz接触理论和滚动轴承设计方法建立非对称接触角双排四点接触轴承的计算模型,并通过数值计算法精确获得不同非对称接触角下轴承的载荷分布和静动承载能力曲线。结果表明:随接触角增大,轴承的最大接触载荷先减小后增大,在接触角为45°时轴承的最大接触载荷最小;非对称接触角对轴承的静动承载能力有显著影响,在轴承正常工作区域,随着非对称接触角α_(01)增大,轴承的静承载能力下降,轴承动承载能力先增大后减小;以轴承静承载能力为选型指标可取非对称接触角α_(01)=35°,α_(02)=55°,以轴承动承载能力为选型指标可取对称接触角α_(01)=α_(02)=45°。     

角接触球轴承的应力场与相对疲劳寿命分析

基于弹性接触理论及Ioannides及Harris疲劳寿命计算模型,分析了球径变化、沟曲率半径系数和径向游隙对角接触球轴承的Hertz接触应力、零件表层的Mises应力场及轴承疲劳寿命的影响。研究结果表明,角接触球轴承零件的表层裂纹源在沿轴承零件的周向平面内;轴承疲劳寿命随球径的增大而增大,随沟曲率半径系数和径向游隙的增大而减小。     

航空电机轴承参数优化

根据航空电机轴承的工作环境,特别是高速、轻载工况特点,利用动力学仿真分析软件Adore,分析研究了不同组别内、外圈沟曲率半径系数和径向游隙的变化对轴承疲劳寿命、磨损率、兜孔碰撞力、功率损失的影响情况。同时利用正交分析法分析不同组合方案中疲劳寿命、磨损率、兜孔碰撞力及功率损失的变化情况。结果表明：疲劳寿命、磨损率、兜孔碰撞力、功率损失分别随着内圈沟曲率半径系数、外圈沟曲率半径系数增大呈现降低的趋势;疲劳寿命、磨损率、兜孔碰撞力、功率损失随着径向游隙的增大呈现降低的趋势。结合正交分析法和内、外圈等接触应力的设计原则,确定了内、外圈沟曲率半径系数、径向游隙等应取较小值的设计原则。     

三点接触球轴承双半内圈沟道几何参数变化对游隙的影响

讨论了三点接触球轴承双半内圈内部几何参数的关系及轴承游隙的计算方法,并分析了双半内圈接触角、沟曲率半径、偏心量变化对游隙的影响,结果表明:双半内圈相互差对轴向游隙的影响大于对径向游隙的影响;双半内圈主要参数在公差范围内时,接触角对径向游隙、轴向游隙的影响最大,内圈沟曲率半径对径向游隙、轴向游隙的影响最小。     

四点接触球转盘轴承中几何参数对摩擦力矩的影响

介绍了四点接触球转盘轴承中产生摩擦的各个因素,在此基础上给出了球与沟道间摩擦力矩的理论计算公式,分析了初始接触角、沟曲率半径系数、钢球直径、游隙对四点接触球转盘轴承钢球与沟道间摩擦力矩的影响,认为四点接触球转盘轴承的初始接触角为50°～60°,沟曲率半径系数为0.53～0.54,游隙为-0.01～0.01mm,同时选择较小的钢球直径,有利于减小轴承的摩擦力矩,降低轴承的发热量,提高轴承的使用寿命。     

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。     

双排非对称四点接触球转盘轴承力学性能分析

接触角是轴承设计的一个重要参数,它直接影响轴承的变形、受力和寿命等特性。随着轴承空间限制和高承载能力的目标要求,对传统负游隙对称型(α_(01)=α_(02)=45°)双排四点接触球转盘轴承进行改进,提出非对称型接触角设计(α_(01)=35°~60°,α_(02)=90°-α_(01)),并建立非对称双排四点接触轴承的力学模型,分析非对称接触角对轴承载荷分布、轴承刚度和承载能力的影响。结果表明:随着非对称接触角的增大,非对称双排四点接触球转盘轴承四点接触球个数先减小后增大,轴承的最大接触载荷先减小后增大;单向载荷作用下,随着非对称接触角的增加,轴向刚度K_(aa)不断提高,径向刚度K_(rr)和角刚度K_(θθ)在非对称接触角为60°时最大,45°时最小。联合载荷条件下,非对称接触角为45°和50°时的主刚度明显小于其它非对称接触角情况,辅刚度具有明显的对称性;在轴承正常工作区域,随着非对称接触角α_(01)的增加,轴承的静承载能力基本呈下降趋势,以轴承静承载能力为选型指标可取非对称接触角α_(01)=35°,α_(02)=55°。     

频繁摆动工况下深沟球轴承摩擦力矩特性分析

基于滚动轴承动力学理论,建立了频繁摆动工况下深沟球轴承动力学微分方程组,通过预估-校正(GSTIFF)变步长积分算法对动力学微分方程组进行求解,分析频繁摆动工况下深沟球轴承的摩擦力矩特性。结果表明:轴承摩擦力矩随径向游隙增大先减小后增大,随轴承内、外圈沟曲率半径系数增大而减小,随保持架兜孔间隙增大先增大后减小再增大,随径向载荷增大而增大,随摆动频率增大先缓慢增大后急剧增大,随摆动角度增大而增大。     

角接触球轴承低温摩擦特性与实验研究

为了分析角接触球轴承低温摩擦特性。首先,用有限元软件分析了轴承低温结构变化,仿真分析了轴承低温结构变形、游隙变化和接触角变化。温度降低会使轴承游隙变大,接触角变大,分析了温度对润滑脂黏度的变化。然后,引用现有轴承摩擦力矩计算模型,计算了轴承的摩擦力矩随转速、预紧力、内圈曲率半径系数和温度的变化;分析了低温下轴承各种摩擦力矩的变化趋势。在低温下轴承的流体动压摩擦力矩占轴承总摩擦力矩的80%,润滑脂的黏度系数对轴承的低温摩擦特性影响最大,低温条件下轴承由于弹性滞后引起的摩擦力矩减小。最后,用实验的方法测试了轴承低温摩擦力矩,与仿真结果进行对比,误差在12%以内,证明了计算的准确性,为低温下轴承的使用提供了理论基础。     

基于有限元的调心滚子轴承接触应力和疲劳寿命分析

建立调心滚子轴承接触有限元分析模型,计算其接触应力,研究游隙和接触角对应力分布的影响,分析轴承的疲劳寿命。结果表明:套圈滚道的最大接触应力在最下端滚子与滚道的接触面上,并沿套圈圆周方向逐渐减小;游隙为正的轴承最大接触应力随游隙的增大而增大,游隙为负的轴承最大接触应力随游隙的变化不稳定;轴承的疲劳点首先出现在最下端滚子与套圈的接触处,内圈的疲劳破坏程度远大于外圈,内圈首先产生疲劳失效;随着材料残余压应力的增大,调心滚子轴承的对数疲劳寿命呈近线性状增长,且残余应力深度越大寿命越长。     

直升机传动系统离合器支承球轴承微动磨损分析

以某直升机传动系统主减速器离合器支承球轴承为研究对象，基于Archard方程建立轴承微动磨损计算模型，通过试验验证了模型的正确性，并分析了球直径和套圈沟曲率半径系数对轴承微动磨损的影响，结果表明：随球直径增大，微动磨损量减小；随套圈沟曲率半径系数增大，微动磨损量增大。     

载荷和几何参数对单排四点接触球轴承载荷分布的影响

转盘轴承载荷分布分析是转盘轴承承载能力分析、承载曲线绘制、转盘轴承设计和选型的基础。首先建立轴承的静力学模型,求解出轴承在不同载荷下的载荷分布,其次分析了轴承在不同载荷状态下的载荷分布特性以及转盘轴承参数对载荷分布的影响。结果表明,转盘轴承在不同的载荷状态下,轴承两个接触滚道上的载荷分布特性不同,增大接触角、减小沟曲率半径系数,轴承滚道上的接触载荷有所降低,有利于提高轴承的承载能力。     

带有浮动变位轴承的高速主轴系统轴承生热研究

为揭示带有浮动变位轴承的主轴系统中轴承摩擦生热规律,基于主轴系统模型与轴承热功率模型,计算了浮动变位轴承不同径向游隙、外圈沟曲率半径系数以及主轴转速、轴承预紧力下主轴系统各轴承摩擦热功率,结果表明:浮动变位轴承的径向游隙、外圈沟曲率半径系数以及角接触球轴承的预紧力显著影响系统中各轴承的滑动摩擦热功率;主轴转速对轴承滑动摩擦热功率和总摩擦热功率有较为显著的影响;由润滑剂黏滞阻力产生的摩擦热功率是轴承总摩擦热功率的主要来源。     

低噪声深沟球轴承仿真分析

在深沟球轴承动力学分析基础上,建立了低噪声深沟球轴承动态性能仿真数学模型,利用ADAMS多体动力学分析软件,开发了低噪声深沟球轴承仿真分析软件,对6205型低噪声深沟球轴承进行了仿真分析,探究了轴承径向游隙,内、外沟曲率半径系数,保持架兜孔引导间隙,保持架偏心距,轴向、径向载荷以及转速等参数对轴承振动的影响,结果表明:轴承径向游隙,内、外沟曲率半径系数对轴承本底振动有较大影响;合理的保持架兜孔形状以及兜孔半径均可减小轴承振动;施加一定的轴向载荷能够有效减小轴承振动,提高轴承寿命。     

游隙对交叉圆柱滚子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。研究了游隙对交叉圆柱滚子转盘轴承载荷分布的影响规律。首先,建立轴承载荷分布的计算模型并得到一组平衡方程,然后采用Newton-Raphson法计算某型号轴承在联合载荷作用下,不同游隙值时两个接触对的载荷分布情况,分析游隙对滚动体最大接触载荷的影响规律。结果表明,随着轴承游隙的减小,承担载荷的滚动体数目逐渐增多,且滚动体载荷分布趋向均匀化。轴承最大接触载荷随着游隙的减小,先减小后增大。当游隙在负游隙一侧取值时,有利于提高轴承的承载能力。     

航空发动机双列角接触球轴承摩擦功耗仿真分析

针对某航空发动机用双列角接触球轴承运行过程中摩擦功耗的变化,基于滚动轴承动力学理论,建立了双列角接触球轴承动力学微分方程组,采用预估-校正Adams-Bashforth-Moulton多步积分算法进行求解,分析了轴承工况参数和结构参数对其摩擦功耗的影响规律,并通过正交分析方法对轴承结构参数进行了优化.结果表明,随着轴承转速、轴向载荷、预紧量的增加,轴承总摩擦功耗均呈增大的趋势;随着滚动体个数、内外沟曲率半径系数的增加,轴承总摩擦功耗呈现减小的趋势;内沟曲率半径系数对轴承摩擦功耗影响最大,滚动体个数影响次之,外沟曲率半径系数影响最小.     

角接触球轴承接触角的精确控制

以角接触球轴承71824/P4为例,对轴承的径向游隙、内外沟曲率半径与接触角关系进行分析,根据设备的实际生产能力,给出了接触角的精确控制方法,并基于VC++6.0开发了用于实际生产的设计软件。     

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%。