停止阶段圆柱滚子轴承保持架应力分析

基于滚动轴承动力学理论,建立考虑较大负加速条件下的圆柱滚子轴承动力学微分方程组,采用预估-校正的Hilbert-Hughes-Taylor(HHT)变步长积分算法求解其动力学微分方程组。在此基础上,提取减速阶段滚子与保持架的碰撞力和角速度作为滚子与保持架有限元接触模型的边界条件,研究保持架材料、轴承结构参数和工况参数对保持架应力的影响。研究结果表明:轴承在稳定工作阶段时保持架应力主要由离心力产生,但在停止阶段保持架应力主要由滚子与保持架间碰撞力产生,且是稳定工作阶段应力的数倍;在相同工况条件下,相对于青铜保持架,钢制保持架的安全系数更高;随着润滑油供油温度的升高,保持架应力呈现先减小后增大的趋势,存在一个最佳的润滑供油温度使保持架应力最小;应合理地选择径向游隙、载荷和润滑油供油温度以降低轴承停止阶段的保持架应力水平。     

游梁式抽油机尾部轴承载荷特性的分析

针对目前游梁式抽油机尾部支撑轴承间隙较大致使悬绳器绳卡出现侧摆的现象,研究采用不同轴承(双列调心滚子轴承和无内圈滚针轴承)结构时,分析其在静态和动态载荷作用下的载荷情况。应用Origin软件拟合轴承受载及外圈转动时随时间变化的函数关系;应用ADAMS软件对轴承进行仿真分析。结果表明,滚针轴承保持架及滚针在径向的速度较调心滚子轴承稳定,特别在外圈转动换向时,滚针轴承滚针的径向速度变化较小。在抽油机工况下滚针轴承承载性能较优。     

高速角接触球轴承中的冲击滑动研究

高速角接触球轴承中,球与保持架的碰撞会导致球与滚道的冲击滑动,从而引起滚道划伤和轴承早期失效。为探究球与保持架的冲击碰撞导致的瞬时滑动,以某高速角接触球轴承为研究对象,通过对联合载荷下角接触球轴承的动力学仿真,分析了变速工况及保持架结构参数对球与保持架的冲击碰撞、球与滚道的冲击滑动以及零件磨损率的影响。结果发现,加减速及恒定转速下,球与保持架的运动呈现周期性变化;由于球进入和离开径向载荷区域时公转角速度的变化,球与保持架碰撞并导致球相对内、外圈滚道发生冲击滑动;为适应球公转角速度的变化,适当增大兜孔间隙,可以减小球与保持架兜孔碰撞力的大小和频率,从而减小球与滚道的冲击滑动以及保持架的磨损率。     

保持架的改进设计及其基于ANSYS的强度分析

为了得到某型号坦克用滚针保持架组合件轴承合理的结构并提高其强度,对该滚针轴承保持架的兜孔和内径进行了改进设计,使其满足了滚针保持架组合件轴承的基本运动规律,并通过ANSYS软件对保持架进行了有限元分析,得出模型的应力分布及大小,验证了改进的合理性。     

动车组轴箱轴承保持架动力响应与寿命分析

建立动车组整车动力学模型,通过仿真得到轴箱轴承在列车运行中所受的外载荷。建立轴箱轴承动力学和有限元模型,分析了径向载荷、转速以及轨道激扰对滚子和保持架之间的作用力、保持架应力的影响,基于Miner线性累积损伤理论预测保持架寿命,并基于ISO 281∶2007预测了整套轴承的寿命,结果表明：径向载荷对保持架应力的影响最小,随径向载荷增大,滚子和保持架之间的作用力及保持架应力稍有增加;转速对保持架应力的影响最为显著,随转速升高,滚子和保持架之间的作用力及保持架应力增大;轨道激扰的加入增加了滚子和保持架之间的作用力及保持架应力;轴箱轴承保持架寿命约为1 241.5×10⁴ km,满足使用要求。     

航空发动机主轴高速圆柱滚子轴承保持架柔体动力学仿真

在轴承动力学分析基础上,考虑保持架的柔性特性,采用修正的Craig-Bampton子结构模态综合法建立了航空发动机主轴高速圆柱滚子轴承保持架柔体动力学方程,利用ADAMS系统开发了圆柱滚子轴承刚柔耦合动力学仿真软件,并对保持架动态性能进行仿真,着重对轴承工况和结构参数与保持架动态特性的关系进行了研究。仿真结果表明:振动应力引起的疲劳失效多发生在保持架梁处;高速轻载工况下保持架易产生较大的打滑;径向游隙适当增大有利于降低打滑率;兜孔间隙与引导间隙比值大于1后保持架运动平稳性明显变差。最后,试验验证表明,柔性保持架动力学模型所得结果比刚性模型所得结果更接近试验结果。     

高速圆柱滚子轴承柔性保持架的动力学分析

针对高速圆柱滚子轴承的实际工作情况和失效机理,考虑了构件柔性变形的影响,在ADAMS中创建了保持架为柔性体的刚柔耦合轴承模型,采用子结构模态综合法建立了轴承动力学运动微分方程并探讨了主要相互作用力的求解方法,开发了相应的分析软件,研究了不同工况和结构参数对轴承保持架动态性能的影响规律。结果表明,振动应力引起的疲劳失效多发生在保持架过梁处,低于538.78 Hz的频率范围内保持架不会发生共振现象;高速轻载下保持架打滑更为严重,保持架的柔性处理更符合实际情况,提高了仿真精度。     

推力滚针轴承接触特性分析

基于滚动轴承的动力学理论,采用"改进切片法"求解滚针—滚道间的接触问题,建立了推力滚针轴承的动力学微分方程,采用预估-校正的GSTIFF(Gear Stiff)变步长积分算法对其动力学微分方程进行求解,研究了工况参数和滚针修缘类型对滚针—滚道间接触应力分布以及轴承寿命的影响。研究结果表明,轴承的工况条件、滚针修缘类型对轴承的疲劳寿命均有较大的影响,应根据轴承的工况条件选择最佳的滚针修缘类型。     

冲击工况下高速圆锥滚子轴承保持架动力学分析

基于圆锥滚子轴承零件受力模型及润滑理论建立适用于冲击工况的轴承保持架动力学模型,在此基础上,考虑联合载荷和冲击载荷的作用,基于ANSYS/LS-DYNA分析了兜孔间隙和引导间隙对保持架动态特性的影响.结果表明:冲击载荷将使保持架涡动半径增大,质心运动不稳定,保持架应力增大;随兜孔间隙增大,保持架质心运动轨迹的涡动半径增...     

涡旋压缩机驱动轴承的力学特性研究

分析了径向载荷、倾覆力矩及轴承径向间隙等参数对滚针轴承力学特性的影响.首先,利用Hertz理论及力法解静不定问题,推导出滚针轴承径向载荷与变形的计算关联式;然后,依据力矩平衡原理,得出轴承外圈倾斜对轴承有效长度上载荷分布的影响;最后,以某一双涡圈涡旋压缩机用滚针轴承为研究对象,研究其径向变形量及载荷分布规律.结果表明,虽然滚针的径向承载与径向总变形之间的关系为非线性关系,但在涡旋压缩机应用中滚针最大径向变形量与轴承总径向力近似成正比,且随曲轴转角同规律周期性变化,相对径向载荷、倾覆力矩对滚针轴承的失效起绝对作用.研究结果对涡旋压缩机的结构设计、驱动轴承的选用及周期性检修、压缩机轴-轴承的动力学行为及动力学与摩擦学的耦合问题研究提供一定的理论依据.