机床主轴轴承热诱导预紧力自补偿方法

针对高速机床主轴轴承在主轴转速、负载及初始预紧力影响作用下,产生附加热诱导预紧力的问题,提出一种基于分离式隔圈的机床主轴轴承热诱导预紧力自补偿方法,实现了主轴轴承热诱导预紧力自补偿。首先,建立了主轴单元热结构耦合分析模型,分析了不同温度及载荷下,分离式隔圈的轴向相对位移;其次,利用高速机床主轴轴承试验平台研究了补偿前后不同主轴转速和初始预紧力下主轴单元振动和轴承温升的变化规律。结果表明,隔圈相对位移随温度成线性变化,而初始预紧力对其几乎没有影响;且采用分离式隔圈相较于传统的一体式隔圈,主轴单元振动略有增加,但轴承温升显著减小,说明所设计分离式隔圈能够有效降低热诱导预紧力。     

基于双应力加速寿命试验的关节轴承寿命预测与可靠性分析

自润滑关节轴承寿命主要是由衬垫的磨损性能决定的,但衬垫的磨损一般是非线性的,使得寿命难以预测。采用同时改变载荷和摆频2种应力的方法进行加速寿命试验,建立以pv值、磨损量退化数据为输入参数,寿命值为输出参数的灰色神经网络预测模型。经验证该预测模型对关节轴承寿命预测的最大误差仅为7.33%,平均误差仅为3.892%。对不同加速应力下自润滑关节轴承可靠性进行评估,结果表明,关节轴承的可靠性在L_(10)(可靠度为90%时的寿命)之前下降趋势缓慢,然后迅速下降,pv值越大可靠性下降越迅速;随着pv值的增大,关节轴承寿命近似呈指数下降,经验证可用逆幂率加速模型反映二者关系。     

富/乏油下滚子修形对圆柱滚子轴承剪切应力的影响

以NJ2205圆柱滚子轴承为分析对象,通过Ansys软件对滚子进行建模,分析富油和乏油工况下滚子与滚道之间出现的"边缘效应"问题,对比分析未修形、全凸修形和对数修形下滚子与滚道剪切应力分布情况.结果表明,在径向载荷为11.45 kN、转速为4000 r/min、富油工况下,沿滚子母线方向的剪切应力小于乏油,无修形方式时剪切应力最大,对数修形方式时剪切应力最小;在富油工况和乏油工况下,全凸修形时的剪切应力相比于未修形时分别减小了17.02％和10.58％;对数修形时的剪切应力相比于未修形时分别减小了32.95％和17％.因此,NJ2205圆柱滚子轴承的滚子采用对数修形曲线能有效地降低剪切应力.     

基于光纤光栅传感器的机床主轴轴承热诱导预紧力研究#br#

针对机床主轴轴承预紧力测试困难、测不准的难题,基于光纤光栅（FBG）传感器实现机床主轴轴承热诱导预紧力的在线监测。建立了考虑滚动体自旋摩擦生热及轴承内外圈与主轴和轴承座之间接触热阻的主轴单元热分析模型,搭建了主轴轴承热诱导预紧力测试系统。通过仿真和实验对比分析了不同转速下主轴单元关键组件温度分布及热诱导预紧力大小。研究结果表明,FBG传感器、热敏传感器所测温度与仿真温度预测结果是一致的,验证了所提出实时测量热诱导预紧力方法的准确性及可靠性。