曲率半径对深沟球轴承接触特性的影响

轴承滚动体的接触特性是影响轴承性能的重要因素之一,为分析曲率半径对深沟球轴承接触特性的影响,以应用于行星传动机构中的SKF618/8型单列深沟球轴承为例,基于有限元软件对轴承应力、应变、速度、接触力等接触特性进行仿真分析,并分析不同内圈曲率、外圈曲率、滚动体直径对其的影响。研究结果表明,滚动体接触速度、应力、应变均以波峰波谷形式交替变化,应力、应变主要集中在滚动体与内外圈接触的区域,应力值随内圈曲率、外圈曲率、滚动体直径的增大而增大,且滚动体与周向旋转中心的距离越远,速度越大;滚动体与内圈、外圈的接触力大小、波动基本相同,大小与径向载荷值基本相同,与保持架作用力很小。     

计入套圈径向热位移的角接触球轴承动力特性分析

鉴于高速条件下热位移对角接触球轴承性能有重要影响,推导了轴承套圈径向热位移计算公式,给出了考虑套圈径向热位移影响的高速角接触球轴承动力特性计算方法和相应程序。对7012C轴承的计算结果表明,轴承套圈尤其是内圈径向热位移较大,由此引起内外圈沟道间的径向相对位移;随着轴承内外圈热位移的增大,内接触角减小而外接触角增大,滚动体的离心力减小而陀螺力矩增大,接触变形、接触应力、接触载荷以及轴承刚度明显增大。因此,为使角接触球轴承动力特性分析会更加精确、更加符合实际,必须计入套圈径向热位移影响。     

薄壁深沟球轴承负荷分布及寿命研究

经典滚动轴承负荷分布的研究大多基于刚性套圈支承的假设,但用于柔性套圈支承的薄壁轴承存在较大误差。基于有限元分析软件ANSYS建立了薄壁深沟球轴承三维有限元分析模型,考虑外圈受载后弯曲变形对滚动体负荷分布的影响,分析载荷参数,轴孔配合间隙及滚动体个数等对轴承滚动体负荷及寿命的影响规律,分析结果与实验结果吻合度较高,说明运用该有限元方法对柔性支承套圈轴承进行性能分析是合理的,为进一步的性能分析及结构优化提供可靠的参考依据。     

引入滚动体尺寸偏差的球轴承寿命模型

针对尺寸偏差引起的固定滚道应力循环状态的变化,提出了滚动轴承等效载荷态的概念,并在此基础之上,结合Lundberg-palmgren(L-P)寿命理论及Miner疲劳损伤累积假说,提出了一种修正L-P寿命模型。基于该疲劳寿命计算模型,以6008型普通深沟球轴承为例,考虑到滚动体尺寸偏差的分布形式,对滚动体尺寸偏差、载荷及游隙等因素对轴承疲劳寿命的影响进行了计算并对结果进行了统计学分析。模型预测结果与相关文献的试验数据进行了对比,得出如下结论:1)尺寸偏差值增大,疲劳寿命系数降低;2)随着载荷的增大,尺寸偏差对轴承疲劳寿命影响逐渐减弱;3)存在一个较小的负游隙使得轴承疲劳寿命系数达到最小;4)滚动体尺寸偏差服从呈正态分布时,轴承疲劳寿命系数亦呈正态分布。     

偏载工况下深沟球轴承力学性能和疲劳寿命分析

考虑偏载和过盈量建立深沟球轴承力学分析模型和有限元模型,以6012深沟球轴承为研究对象,通过2种模型计算的球与内圈的接触载荷和轴承径向位移对比,验证了有限元模型的正确性,并分析了径向载荷、偏载角和过盈量对球与内圈的接触载荷和接触应力、轴承径向刚度和疲劳寿命的影响,结果表明：随径向载荷增大,球与内圈的接触载荷、接触应力和轴承径向刚度均增大,轴承疲劳寿命减小;随偏载角增大,球与内圈的接触载荷变化较小,0°方位角附近的球与内圈接触应力明显增大,其余位置增大缓慢,轴承径向刚度减小,轴承疲劳寿命先增大后减小;随过盈量增大,0°方位角附近的球与内圈的接触载荷和接触应力减小,其余位置增大,轴承径向刚度先减小后增大,轴承疲劳寿命增大。     

基于修正L-P模型的轮毂轴承载荷分布与弯曲疲劳寿命分析

以第三代轮毂轴承为研究对象,推导了弯矩作用下滚动体与内滚道、外滚道的接触变形与接触载荷,提出了更为准确的接触载荷分布计算模型,分析了不同工况下轮毂轴承内部接触载荷和接触角的周向分布规律。在轮毂轴承内部载荷分布的一次修正基础上,考虑不同位置角的滚道材料和滚动体的接触疲劳,利用乘积定律进行统计处理,得到了第三代轮毂轴承疲劳寿命的修正L-P模型。结合ISO281—2007寿命修正计算方法,针对润滑现象进行二次修正,得到了经过润滑修正的第三代轮毂轴承疲劳寿命模型。利用旋转弯曲疲劳试验机进行了轴承的弯曲疲劳试验,试验结果显示,该疲劳寿命模型计算得到的理论值与试验值的误差在10%以内,验证了模型的正确性。     

深沟球轴承动态接触特性有限元仿真分析

利用LS-DYNA建立了适用于行星减速机构中支撑行星轮的深沟球轴承的多体动态接触有限元模型,基于显式动力学有限元法,综合考虑了轴承外圈运转速度,径向载荷和行星架运转速度的影响,对轴承滚动体在不同工作条件下的动态接触特性(位移、速度、应力及接触力)等进行了仿真分析,得出了轴承的动态接触响应。研究表明,轴承中滚动体在运转过程中存在着公转与自转运动,与外圈和内圈接触时出现最大线速度和最小线速度。最大应力发生在与内外圈接触时,且最大应力受转速影响小,将赫兹解与仿真解进行比较,说明了分析的可行性。滚动体与保持架的接触力波动最大,数值最小;与内外圈接触力波动小,数值与径向载荷基本相同。     

供油量对全陶瓷轴承振动和温升的影响

为探究供油量对轴承振动及温升的影响,本实验对Si3N4全陶瓷深沟球轴承和钢制深沟球轴承开展控制变量实验,探究了深沟球轴承在干摩擦、湿润滑、持续供油条件下的振动及温升特性。结果表明,供油量对全陶瓷深沟球轴承振动及温升的影响程度随轴向载荷的增大而减小,随着轴向载荷增加,润滑后的陶瓷轴承表现出更优越的性能,适用的润滑油供油量范围也较钢制轴承更广,在相同的供油量条件下,陶瓷材质的轴承内圈比钢制轴承内圈的温升低约（5～8）℃,陶瓷轴承的外圈温升比钢制轴承外圈的温升低约（5～11）℃,但钢制轴承在较大供油量时温升下降幅度较大,与陶瓷材质轴承的温升差值减小。同时氮化硅全陶瓷深沟球轴承较钢制轴承在不同供油量条件下振动和温升均表现出更优越的性能。     

电机轴承润滑油膜电容计算与试验研究

为获得轴承运行条件下油膜的电容参数,基于有限元软件建立包含轴承内圈、滚动体、保持架、外圈、润滑脂的计算模型,分析轴承在运行条件下的电场分布,并计算轴承各导体的电荷量,求得多导体轴承系统的电容矩阵,从而求得在该条件下6016深沟球轴承的油膜电容为0.169 nF。根据轴承油膜电容产生的原理,搭建轴承油膜电容试验台,得到6016深沟球轴承油膜电容的测试值为0.194 nF,与其他计算方法相比,文中方法计算值与测试值误差最小,确认了该方法的准确性。     

电机形位误差对深沟球轴承疲劳寿命的影响

为研究电机加工误差和装配误差对轴承寿命的影响规律,建立一种考虑电机形位公差引起轴承套圈倾斜的计算模型,定量计算不同套圈倾斜角引起的接触角度、接触载荷、接触应力、旋滚比和轴承温度的分布。在接触角最高位置,轴承温度、旋滚比和最大接触应力均取得最大值。分析了不同套圈倾斜角度对轴承寿命的影响规律。结果表明,径向游隙为零时,电机形位公差引起的轴承倾斜角在3'以内,深沟球轴承寿命缩减不超过10%。     

沟曲率半径系数对高速陶瓷球轴承润滑状态影响的研究

采用迭代法,建立高速深沟陶瓷球轴承点接触等温弹流润滑计算模型.根据实际载荷和工作环境,推导出轴承润滑的边界条件,对各种沟曲率半径系数的轴承模型进行数值仿真分析计算,得出了内外沟曲率半径系数分别与轴承压力区最高压力和膜厚的关系。结果表明:在相同载荷速度和润滑油的情况下,内圈沟曲率半径系数为0.5145和0.5196时,轴承内外圈与滚动体接触区最小膜厚相同,在这个区域内外圈接触区膜厚较为接近.在相同载荷速度和润滑油情况下,内外圈接触区最大压力随着沟曲率半径系数的增大而增大。通过与传统理论计算的对比,结果具有较好的一致性,研究结果对高速深沟球轴承参数优化具有指导意义。     

深沟球轴承喷油润滑搅油损失研究

为了揭示喷油润滑时深沟球轴承搅油损失随喷油润滑条件的变化,提高齿轮箱综合传动系统的性能,建立深沟球轴承喷油润滑下的数值计算模型,并用SKF模型进行验证。采用数值模拟和设计正交方案的方法研究喷油润滑时深沟球轴承内部流场运动状态,以及在不同工况参数下深沟球轴承喷油润滑的搅油损失,并通过极差分析和方差分析确定各个因素对轴承搅油损失的影响程度。研究表明：在喷油润滑过程中,外圈表面润滑油体积分数随着润滑油的进入不断提高,并且逐渐趋于均匀稳定,而内圈表面润滑油体积分数则始终很低;喷嘴角度对轴承内部润滑和搅油功率损失影响很大,当喷嘴朝向外圈时,搅油力矩最小,但润滑性能较差,当喷嘴朝向内圈时,润滑性能最好,但搅油力矩稍大;各个因素对轴承搅油损失影响由大到小顺序为节圆直径、转速、喷油压力、喷嘴直径、温度。研究结果对探究深沟球轴承喷油润滑搅油机制和提升车辆传动效率提供了重要的设计和理论参考。     

不同温升下受轴向载荷的球轴承内部接触热阻计算方法

针对角接触球轴承的滚动体与内、外圈之间的不完全接触而引起的接触热阻,以赫兹接触理论为依据,结合宏观接触区域热阻的计算方法,提出了不同温升下滚动体与内、外滚道之间接触热阻的理论计算方法.分析了不同温升对轴承接触角、滚动体所受法向载荷、接触区域的长半轴和短半轴、接触面积以及内部接触热阻的影响.结果表明:在同一轴向载荷作用下的角接触球轴承,随着工作温度的升高,接触角减小,滚动体所受法向载荷增加,接触区域的长半轴和短半轴均变大,接触面积增大,轴承滚动体与内圈和外圈的接触热阻均变小,轴承内部总接触热阻也变小.并且通过试验验证了该方法的有效性.     

采用МДА-92自动超精机加工球轴承内圈沟道

轴承的精度与寿命主要取决于套圈和滚动体的滚动表面的几何形状精度、波纹度和粗糙度［１］。当套圈在МДА－９２［２］型自动超精机上采用多油石超精沟道时,上述精度指标与加工过程中的下列参数有关：套圈的圆周速度、油石旋转频率及其在加工表面上的压力、加工时间。改变上述参数值以及变更油石的特性,可以制定超精研工艺规范,以便获得高的加工质量,实现最高的生产效率。在МДА－９２型自动超精机上实现多油石超精圆柱滚子轴承套圈的方法［３］,可以在更换部件的情况下加工深沟球轴承和角接触球轴承内圈沟道,但在实际超精研时将…     

基于轻量化的角接触球轴承套圈挡边尺寸设计

基于滚动轴承的轻量化设计原则,根据角接触球轴承套圈滚道和滚动体之间的接触几何关系,建立了套圈挡边高度的计算模型,并结合赫兹点接触理论和轴承内部位移-变形协调条件给出了求解方法。以某高速角接触球轴承为例进行了计算并分析了工况参数对套圈挡边尺寸设计的影响规律,结果表明工作在重载荷工况下的轴承必须将挡边高度增大,而工作在高转速工况下的轴承其外圈挡边高度可以适当减小。分析结果可为轴承优化设计和失效分析提供参考依据。     

滚子制造工艺(1)

滚子是滚子轴承中承受载荷的滚动体,在轴承工作时,滚子在轴承中除绕自身轴心旋转外,还沿着内圈的滚道绕轴承的轴心作公转,这两个运动使轴承在运转中作近乎纯滚动,其摩擦系数约为滑动摩擦系数的20％。滚子和套圈的接触是线接触,钢球是点接触,故滚子轴承承受负荷的能力较球轴承大。滚子和套圈比较,在轴承寿命上,滚子和钢球一样属薄弱零件,其原因可以从滚子在轴承中承受的载荷情况和工作条件看出。     

中大型圆柱滚子轴承柔性保持架动力学分析

基于多体动力学法和ADAMS建立了考虑柔性保持架的中大型圆柱滚子轴承刚柔耦合多体接触动力学模型,定义了滚子、保持架与套圈的动态接触关系,分析了载荷和转速对圆柱滚子轴承动态特性的影响。结果表明:随转速增大,滚子与内圈滚道和外圈挡边的接触力增大,保持架与套圈引导面的接触力增大,保持架打滑率减小;随径向载荷增大,滚子与内圈滚道的接触力增大,滚子与外圈挡边的接触力无变化规律,保持架打滑率减小。     

滚动轴承与轴过盈配合对轴承元件接触应力及变形量影响研究

基于滚动轴承在装配过程中轴承内圈与轴形成过盈配合的实际情况,对其进行力学理论分析。在此基础上利用建模软件对滚动轴承建立三维模型,在有限元环境下,进行材料设置、网格划分、边界条件设定、施加载荷等操作建立有限元仿真模型。分别对不同过盈量下轴承元件接触应力和变形量情况进行仿真。结果发现:轴承元件上的接触应力和变形量与过盈量成正比关系;轴承内圈与滚动体接触应力和变形量之差,随着过盈量的增加,逐渐高于滚动体与轴承外圈接触应力和变形量之差;同一过盈量下,轴承内圈、滚动体、轴承外圈的接触应力和变形量依次降低。此研究结论为轴承寿命计算、轴承制造提供了理论依据。     

弹流润滑条件下的深沟球轴承径向刚度及油膜厚度分析

针对传统深沟球轴承弹流润滑条件下轴承径向刚度计算未考虑油膜润滑影响的问题,建立了深沟球轴承综合径向刚度的数学计算模型,基于C++编写计算轴承综合径向刚度和油膜厚度的程序,并分析了轴承径向载荷、转速及润滑油黏度对轴承综合径向刚度及套圈沟道与钢球的中心油膜厚度的影响。结果表明:随径向载荷的增大,综合径向刚度增大,中心油膜厚度减小;随润滑油黏度及轴承转速的增大,轴承综合径向刚度减小,中心油膜厚度增大。     

三排圆柱滚子转盘轴承寿命计算

提出了一种三排圆柱滚子转盘轴承在径向、轴向载荷和倾覆力矩联合作用下疲劳寿命的计算方法。通过轴承的径向和轴向静力平衡分析计算得到各排滚子的载荷,进而计算出各个套圈的当量滚动体载荷,由套圈的额定滚动体载荷和当量滚动体载荷计算出各个滚道的额定寿命,最终求出整个轴承的疲劳寿命。