高频轻载自润滑关节轴承加速寿命试验方法

为在短时间内获得高频轻载自润滑关节轴承的寿命信息,通过增大载荷的方式建立了加速寿命试验模型,进行了2组恒定应力加速寿命试验。采用韦布尔分布对关节轴承寿命进行描述,并借助最小二乘法对韦布尔分布函数的2个参数进行估算,确定出关节轴承可靠性寿命的相关指标,最终计算出基准载荷下关节轴承的可靠性寿命。数据统计结果表明,关节轴承的寿命服从韦布尔分布,其加速模型符合逆幂律关系,从而验证了在不改变失效机理的前提下对高频轻载自润滑关节轴承进行载荷应力加速寿命试验的可行性,极大地提高了产品寿命的预测效率。     

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°。     

空调滑片式压缩机用圆柱滚子轴承摩擦功耗特性分析

为了降低空调滑片式压缩机的摩擦功耗,对其所用圆柱滚子轴承的摩擦功耗特性进行了研究。基于滚动轴承动力学理论,考虑周期性载荷因素,建立了压缩机用圆柱滚子摩擦功耗数学模型,在此基础上分析了轴承工况参数和结构参数对圆柱滚子轴承摩擦功耗特性的影响规律。研究结果表明：在满足轴承使用要求前提下,选取较大的径向游隙有利于降低轴承的摩擦功耗;圆柱滚子轴承存在合理的保持架引导间隙和保持架兜孔间隙,使得轴承摩擦功耗最小;随着滚子个数增加,轴承摩擦功耗增加,在保证轴承承载能力前提下,可以适量减少滚子数量,以降低轴承摩擦功耗;新型滑片式压缩机摩擦功耗比传统型降低了39%.     

表面纹理对径向滑动轴承油膜承载能力的影响

为研究表面纹理对径向滑动轴承油膜承载能力的影响机制,利用不重叠区域分解法建立针对径向滑动轴承表面纹理润滑计算的有效方法,通过数值计算得到不同纹理分布模式和纹理几何参数条件下的轴承润滑油膜承载力。计算结果表明:合理的表面纹理分布模式和纹理几何尺寸对提高轴承油膜承载能力有一定作用。     

磁头磁盘系统承载面粗糙度对气膜润滑性能影响的数值分析

考察磁头与磁盘间隙下降到10nm以下时,磁盘表面粗糙度对气膜润滑性能的影响。采用余弦粗糙度代替实际磁盘表面粗糙度分布。通过改变粗糙度的波长、幅值等特征参数来分析对纳米气膜润滑性能的影响。分析结果表明在纳米级间隙下,磁盘表面粗糙度对气膜压力分布产生明显作用,特别是在气膜较小区域这种波动更加明显,但是随着粗糙度波数的增加压力波动趋于平稳。气膜厚度是决定压力大小的重要因素,在一定粗糙度工况下,随着气膜厚度的增大,粗糙度的影响逐渐减小。     

偏斜工况下向心关节轴承应力场分析

利用非线性接触有限元方法对向心关节轴承进行应力场分析,在有限元模型中将心轴和轴承座作为柔性体处理,分别考察内、外圈相对偏斜工况下的应力场分布。结果表明:在极限静载荷工况下,内、外圈相对偏斜对关节轴承的应力场分布产生明显影响;由于偏斜工况下应力分布不对称,在内、外圈的端面接触处产生应力集中现象,其应力值明显高于无偏斜工况下的最大应力值,且在偏斜角达到1.5°时,出现峰值应力。     

粗糙表面塑性变形对弹流润滑性能的影响

利用弹塑性动压润滑理论来分析线接触条件下粗糙表面的塑性变形对润滑性能的影响。首先计算总变形量,然后根据弹塑性理论对总变形量进行修正获得弹塑性变形量。计算中采用直接迭代法对雷诺方程进行数值求解,用多重网格法得到弹塑性变形量。为定量分析塑性变形的影响,采用余弦粗糙度来代替实际的粗糙表面,通过改变余弦粗糙度的峰高、波长和相位来表征粗糙度的变化,以此来分析粗糙度对弹塑性流体润滑的影响。计算结果表明:考虑塑性因素后,在接触的高压区膜厚变小,油膜分布曲线变得平坦,同时接触区域的油膜压力也明显变小;此外塑性变形因素的存在使得接触区的压力和油膜分布宽度增加,第二压力峰和最小膜厚点后移。     

自润滑杆端关节轴承压装对启动摩擦力矩的影响分析

以某自润滑杆端向心关节轴承无载启动力矩为控制指标,通过压装试验分析压配和收压工序对轴承无载启动力矩的影响,并通过材料成形仿真分析压配、收压工序和推出试验对轴承接触性能的影响。结果表明:压配和收压阶段对轴承的无载启动摩擦力矩影响较大,收压阶段使摩擦力矩明显下降。最后,根据加工水平和试验分析结果确定了满足性能指标要求的杆端座孔与轴承外圈的配合量和收压参数。     

高温、水介质下GH05轴承材料摩擦磨损性能*

高温、水介质润滑环境下轴承用高温无磁合金GH05材料的性质会发生转变,影响其磨损系数,进而影响轴承磨损性能,导致轴承振动噪声加剧。利用高温摩擦磨损试验机开展高温、水介质润滑下高温无磁合金GH05材料的摩擦磨损试验,分析温度、载荷、润滑对材料摩擦磨损性能的影响,获取关键性能参数,为特殊工况和润滑条件下的轴承寿命评估提供试验数据。结果表明：对于轴承用材料高温无磁合金GH05,在高温300 ℃时的摩擦因数约为0.53,在水介质润滑条件下的摩擦因数约为0.35;相比于常温25 ℃下摩擦因数,高温300 ℃环境下摩擦因数波动范围小,稳定性更强;相比于干摩擦状态,水介质润滑条件下摩擦因数小,稳定性好;随着温度的升高,无磁合金材料GH05的耐磨性降低;相同试验载荷下,无磁合金材料GH05在高温300 ℃干摩擦条件下的磨损体积最大,在常温水介质润滑条件下磨损体积最小。高温无磁合金材料GH05的磨损系数在高温300 ℃干摩擦条件下取值范围为1.93×〖JP〗10-7~3.02×10-7mm2/N。     

多点支撑结构形变及轴系轴承承载性能分析

为满足高功率密度传动系统对轴系轴承高承载和长寿命的指标要求,基于弹性力学理论和滚动轴承设计方法建立多点支撑轴系轴承的力学模型,通过数值计算精确获取轴系挠曲变形曲线,以及轴承载荷分布、接触角和接触应力等性能,进而分析驱动力矩和位置对轴承寿命的影响,给出轴系结构优化配置参数。研究结果表明：多点支撑轴系的挠曲变形对轴系轴承的载荷分配产生明显影响,在实际多点支撑轴系轴承性能计算中,要考虑轴系形变和轴系轴承的耦合作用,精确评估轴承寿命;从多点支撑圆柱滚子轴承最佳凸型设计角度考虑,中间列滚子轴承选择两边弧坡修型、右端滚子轴承选择全圆弧修型,有助于延长轴承使用寿命;从多点支撑球轴承80%爬坡率安全指标要求,驱动力矩为正常工况800 N·m时,内沟道极限设计接触角为40.6°,外沟道极限设计接触角为44.3°;从提高轴系轴承综合寿命角度,斜齿轮作用载荷位置的调整可以起到明显效果,在段距离为41～46 mm范围轴系轴承的综合寿命处于最佳区间。