加速工况下高速圆柱滚子轴承打滑分析

针对高速轻载圆柱滚子轴承打滑问题,在考虑轴承涡动、径向游隙变化和内圈加速工况基础上,建立了高速轻载圆柱滚子轴承运动学和动力学模型,研究了有无涡动、不同径向载荷、内圈加速度和径向游隙等因素对圆柱滚子轴承打滑特性的影响。研究结果表明:在轴承加速过程中,保持架转速、打滑率和油膜厚度均随时间呈上升趋势,但当涡动存在时会使保持架转速、打滑率和油膜厚度在上升过程中出现抖动;增大径向载荷和径向游隙有利于减小保持架的打滑率。     

圆柱滚子轴承滚子打滑机理研究

为研究圆柱滚子轴承在不同工况下的滚子打滑机理,基于ABAQUS/Explicit建立滚子与滚道柔性接触的有限元分析计算模型,以显式算法为基础对轴承进行全柔性多体动力学计算分析。通过提取轴承动力学计算结果中滚子中心节点速度变化历程,获得滚子相对滚道理想纯滚动的打滑率,研究内圈转速、径向载荷和过盈配合产生的压力等因素对滚子打滑率的影响规律。结果表明:内圈转速和径向载荷对滚子打滑率影响显著;随着径向载荷的增加和内圈转速的减小,可一定程度消除滚子打滑;在相同内圈转速和径向载荷下,增加内圈与轴的过盈配合产生的压力可降低滚子打滑率。     

高速轻载圆柱滚子轴承打滑率的计算

高速轻载条件下工作的圆柱滚子轴承,出现滚子相对内滚道的滑动现象,即滚子公转打滑。打滑率过大会导致轴承迅速烧伤损坏。采用拟动力学的分析方法,考虑滚子离心力和弹流润滑,建立四个基本方程,求出滚子实际公转速度。将实际公转速度与无打滑的公转速度比较,便可求出滚子公转打滑率。附图４ 幅,参考文献４ 篇。     

高速滚子轴承的打滑分析

在高速和轻载条件下,打滑擦伤往往成了圆柱滚子轴承的主要破坏方式。本文运用弹性流体动力润滑理论,对滚子轴承进行稳态动力学分析,通过求解复杂的非线性方程组,推算轴承各部件的运动状况。本文的计算方法有所改进,引入了轴承座圈与轴承座之间的变形协调关系,在迭代求解滚子上载荷分布时,加入了用有限元素法计算座圈和轴承座变形的子程序;在计算滚子与滚道之间油膜厚度和摩擦力时,进一步考虑了接触区内热效应的影响。同时,笔者与战明学等同志合作,提出了一种测定滚子自转速度的方法,并取得了较好的结果。最后,提出了防止轴承打滑的一些措施。     

高速圆柱滚子轴承动力学分析

建立相应坐标系,对滚动轴承中滚子与滚道、滚子与保持架、保持架与引导套圈之间的相互几何作用进行分析,计算出各部件之间作用力和力矩,采用牛顿-欧拉方程建立6自由度滚动轴承动力学模型,对滚动轴承进行动力学分析,为圆柱滚子轴承设计提供理论依据。     

高速轻载圆柱滚子轴承分析

采用拟动力学模型,考虑轴承中的各种接触力和摩擦力相互作用,滚子的自转、公转速度随其装置变化而变化,建立起一组动力学微分方程,并利用非线笥方程组求解方法求解,模拟出了轴承在运转中其滚动体的自转、公转速度,滚子的倾斜、歪斜及打滑等状态参数,其结果与国外的结果相吻合。     

高速圆柱滚子轴承滚子端面磨损分析

叙述了高速短圆柱滚子轴承滚子端面磨损的典型事例,并提出改进措施,有效避免了故障的重复发生。     

变载偏斜圆柱滚子轴承打滑动力学分析

考虑径向间隙、滚子凸度等因素,采用切片方法处理偏斜滚子与滚道之间的三维线接触问题,提出径向力和弯矩联合作用下圆柱滚子轴承载荷分析方法;基于Hertz接触和弹流润滑理论,获得了滚子与内外滚道之间的时变摩擦力和摩擦力矩,进而考虑滚子与保持架之间的非连续弹性碰撞,建立变载偏斜圆柱滚子轴承打滑非线性动力学模型。与文献结果、试验测试结果的对比,验证了所提出的动力学模型的准确性。数值仿真结果表明:增加径向力、增加弯矩、增加时变径向力幅值均会降低滚子的最大打滑速度;时变径向力会改变打滑速度的波动周期。     

高速圆柱滚子轴承非线性刚度分析

在航空发动机高速圆柱滚子轴承拟静力学分析基础上，建立基于轴承径向游隙的高速圆柱滚子轴承非线性刚度计算模型，分析了轴承内、外圈转速对高速圆柱滚子轴承工作径向游隙影响的关系，并对高速圆柱滚子轴承非线性刚度特性进行了研究，最后就某型号航空发动机主轴高速圆柱滚子轴承进行了实例计算与分析，得出在满足主机支承刚度条件下的合理高速圆柱滚子轴承工作径向游隙使用范围。     

圆柱滚子轴承启动阶段滚动体打滑特性分析

基于滚动轴承动力学理论,考虑了轴承启动阶段滚动体与滚道之间润滑状态的变化,建立了圆柱滚子轴承启动阶段动力学分析模型及非线性动力学微分方程,通过求解,仿真分析了径向载荷、内圈角加速度、润滑油黏度和工作温度对滚动体打滑特性的影响规律。结果表明:在圆柱滚子轴承启动阶段,滚动体自转角速度的增长不是线性,而是呈现阶梯状,并且在启动初期,滚动体的打滑较为严重;轴承启动阶段的滚动体打滑率随不同的径向载荷和内圈角加速度变化非常复杂;适当提高润滑油黏度或降低工作温度可以有效地减小轴承启动阶段滚动体的打滑,从而减小滚道划伤,并且相较于润滑油黏度,工作温度的影响程度更小。     

考虑疲劳故障的圆柱滚子轴承打滑失效分析

考虑滚道疲劳剥落故障、滚动体与保持架之间的非连续接触等因素,建立圆柱滚子轴承的非线性弹性接触显式动力学模型,研究不同剥落故障位置、径向载荷、内圈转速对滚动体和保持架打滑特性的影响规律;将仿真结果与理论解进行对比,验证有限元模型的有效性。研究结果表明:滚动体在非承载区更容易出现打滑;相同工况下剥落故障会使得滚动体和保持架的打滑率大幅增加,其中复合故障下的打滑率增加最多,内圈故障和外圈故障下的打滑率增幅基本相同;增大径向载荷能有效减轻轴承的打滑现象,但载荷增加到一定程度后对打滑的抑制效果不明显;低转速工况下内圈和外圈疲劳故障对轴承打滑率的影响不大,随着转速的提高疲劳故障对打滑率的影响愈加明显。     

高速圆柱滚子轴承生热研究

通过对高速圆柱滚子轴承拟静力学和生热的分析,编制了高速圆柱滚子轴承生热分析程序,对圆柱滚子轴承内部各热源分别进行生热分析,得到滚子轴承各个单元间的局部生热和轴承总生热。以一个型号轴承为例,分析了转速、载荷等多种工况参数对轴承局部生热和总生热的影响,结果显示内圈转速、径向载荷以及润滑油的入口油温对轴承生热的影响较大。轴承的生热分析为轴承的三维温度场分析、润滑油参数的选择等奠定了良好的基础。     

高速短圆柱滚子轴承滚子端面磨损问题分析

分析并对比高转速短圆柱滚子轴承发生滚子端面磨损的主要影响因素,找出各影响因素之间相互联系,解决高转速短圆柱滚子轴承使用中发生滚子端面磨损现象。     

高速圆柱滚子轴承的热力耦合分析

鉴于圆柱滚子轴承运转过程中承载区存在热力相互耦合作用,结合轴承动力学分析方法和热分析、温度场分析方法建立了滚动轴承热力耦合分析计算模型并进行了求解。基于建立的计算模型分析了热力耦合效应对轴承温度场分析和承载性能计算以及疲劳寿命预测的影响,并探讨了轴承结构参数以及工况条件对热力耦合效应计算效果的影响。结果显示,考虑热力耦合效应与不考虑热力耦合效应两种计算方法在温度场分布、承载性能以及疲劳寿命等计算结果上存在较明显的差异,且该差异受轴承结构参数和工况条件的影响。     

高速薄壁圆柱滚子轴承拟静力学分析

考虑了薄壁套圈的结构变形,建立了高速薄壁圆柱滚子轴承拟静力学分析数学模型,采用BFGS数值计算方法,给出了其在不同工况下的滚子载荷分布情况和轴承疲劳寿命,并对套圈壁厚与轴承性能的关系进行了分析。结果表明:套圈柔性特性影响滚子的载荷分布,柔性套圈滚子受载区域比刚性套圈滚子受载区域要大,且柔性套圈的滚子最大接触载荷比刚性套圈的小,在一定工况下,柔性套圈有利于轴承疲劳寿命的提高。     

高速圆柱滚子轴承保持架断裂原因分析

针对某高速电动机用圆柱滚子轴承运行2×105km后大量保持架出现疲劳断裂的现象,分析了保持架工作应力特性和共振频率,通过试验验证了保持架断裂的主要原因是结构设计不符合圆柱滚子轴承高速运转工况,导致轴承高速运转时产生应力集中,使保持架疲劳断裂。     

高速圆柱滚子轴承保持架动态特性分析

基于Adams软件建立了考虑润滑作用的高速圆柱滚子轴承动力学模型,采用正交试验法对轴承结构参数进行了多目标优化设计,研究了不同工况及轴承结构参数对轴承保持架动态特性的影响。结果显示：内圈转速对保持架打滑率的影响最大,引导间隙对保持架打滑率的影响最小;引导间隙对保持架运转稳定性的影响最大,滚子个数对保持架运转稳定性的影响最小。经过优化设计获得了保持架打滑率及运转稳定性的轴承结构参数最佳组合。保持架打滑率随内圈转速及引导间隙的增加而增加,随径向载荷、滚子个数及径向游隙的增加而减小。保持架运转稳定性随内圈转速及引导间隙的增加而增强;随径向游隙的增加而降低;存在合理的径向载荷及滚子个数使保持架运转稳定性最好。     

高速圆柱滚子轴承运动的简化分析

本文在文献[1]的基础上，通过简化方法对高速圆柱滚子轴承的运动关系进行了分析计算，导出了向载荷、内圈转速、保持架转速及滑动比之间的关系，并且与实验结果进行了对比。提供的简化分析方法适用于高速圆柱滚动轴承的拟动力学分析。     

圆柱滚子轴承滚子凸度分析

本文系利用由滚子截形和载荷来计算滚子接触压力分布的Gohor方法,计算了各种载荷和修形条件下的压力分布。并对四种修形公式进行了计算比较,最后给出了一个通用滚子凸度表。     

高速圆柱滚子轴承的刚度研究

在传统拟静力学分析的基础上,提出了圆柱滚子轴承刚度的分析模型及计算方法。此模型充分考虑了轴承所受径向载荷和弯矩的作用,同时也考虑了滚子在高速下产生的离心作用,打滑及热弹流润滑。结合具全的高速圆柱滚子轴承给出了刚度分析结果及其与实测结果的比较。