圆柱滚子轴承打滑蹭伤仿真计算

针对高速轻载轴承发生蹭伤的问题,基于滚动轴承内部元件的相互作用及滚动轴承动力学,建立了圆柱滚子轴承动力学分析模型和损伤因子模型,利用损伤因子模型构建了轴承打滑蹭伤判断准则,对轴承工况参数和结构参数与损伤因子之间的关系进行了研究,并研制了相应的试验装置对轴承打滑蹭伤理论进行验证。结果表明:高速轻载轴承打滑蹭伤易发生在滚子进入承载区的过程中,并造成内圈的蹭伤;轴承转速升高,载荷减小,环境温度升高及径向游隙的增大均会导致损伤因子增大,当轴承损伤因子大于14.2×10^(7)时,轴承将发生蹭伤。

电机轴承振动特性试验

针对电动机支承轴承的振动问题,以某型变压器鼓风机中电动机非传动端支承轴承为研究对象,在分析转子临界转速的基础上,搭建电动机振动测试系统研究转速、升速率、保持架类型、预载荷和配置游隙等因素对轴承振动特性的影响,试验结果表明:电动机在小于临界转速的工况下运行时,轴承振动频率以电动机转频为主;随着电动机转速的升高,x,y,z方向的振动值均随转速提高而增大,转速对x方向振动的影响最大,对z方向振动的影响最小;电动机启动过程对轴承振动有明显影响,应尽量减小达到工作转速所需时间以避免电动机产生过大的振动;轴承游隙对其振动也存在一定影响,非传动端轴承宜采用CN游隙组;相对于钢制冲压保持架,电机轴承采用尼龙保持架时运转稳定性更好;过大或过小的预载荷均不利于轴承稳定运转。

汽车高速驱动电机轴承高低温试验机

新能源电动汽车驱动电机轴承的性能及寿命是用户和轴承生产厂家非常重视的问题,驱动电机轴承出厂前需进行一系列相关检测。为满足轴承出厂前的检验要求,研制出一台驱动电机轴承试验机,主要由试验主体、试验台架、加载系统、驱动系统、高低温环境发生系统以及电气测控系统组成。通过6206深沟球轴承的装机试验,试验过程中试验机整体运转平稳,各测量参数显示正常,试验后轴承的各项尺寸精度指标满足产品设计要求。

驱动电机轴承热特性分析系统设计与验证

针对新能源汽车驱动电机轴承热特性分析过程中,其温升及接触分析计算过于复杂、计算效率低的问题,采用MATLAB App Designer软件开发工具,在建立驱动电机轴承温升及接触分析模型和编制其数值求解程序的基础上,设计一套新能源汽车驱动电机轴承热特性分析系统。该系统使用方便,只需输入轴承的相关参数,便可直接计算出轴承相应的温升、发热功耗和接触载荷等性能参数,且计算结果可在系统界面以图表的形式进行显示和输出。与试验数据的对比结果表明,该系统高效可靠,为工程设计中其他复杂计算系统的开发提供了参考。

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。

基于注意力机制改进残差神经网络的轴承故障诊断方法

针对滚动轴承在不同工况环境中故障诊断训练时间长、准确率低和泛化性能弱的问题,提出了基于注意力机制改进残差神经网络的轴承故障诊断方法。为了提高ResNet模型的准确率和泛化性,提出了基于注意力机制的SE-ResNet模型和CBAM-ResNet模型,并在凯斯西储大学数据集上进行了试验,在同工况有训练集的情况下ResNet模型测试的准确率为97.28%,在不同工况下模型直接迁移的准确率为94.14%~96.86%,CBAM-ResNet模型在不同工况下模型直接迁移的准确率为97.14%~98.86%,SE-ResNet模型在不同工况下模型直接迁移的准确率为97.86%~99.71%,两种改进模型的准确率都明显优于原ResNet模型,表明提出的优化模型提高了ResNet模型的准确率和泛化性。

磁头/磁盘系统气体稀薄效应的影响与数值分析

结合理论和数值计算分析了稀薄效应对磁头/磁盘系统纳米间隙润滑的影响。从膜厚的角度来看,低于气体分子平均自由程的比例并不大。而从膜厚和压力2方面来看,处于稀薄效应区域的比例将大大增加。实际的磁头/磁盘系统中,磁头的大部分仍工作在稀薄气体的滑流区域,离稀薄气体的过渡区还较远。考虑稀薄效应后,磁头/磁盘系统的重要工作性能参数,都有减小的趋势。

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。

考虑磨损影响的角接触球轴承动力学特性研究

针对高温环境下轴承材料耐磨性下降以及润滑剂黏度变小难以形成完全油膜,轴承极容易发生磨损,造成动态性能渐变劣化的问题。考虑温度、游隙、变刚度、接触载荷等非线性影响因素,建立高温角接触球轴承磨损条件下的动力学模型,基于数值计算分析不同磨损程度下轴承动力学性能的演变规律,并通过试验进行验证。结果表明:轴承内圈磨损率比外圈磨损率大,在磨损评估中可以只关注内圈磨损情况;轴承运动磨损过程中,当轴承磨损较轻微时,轴承运动稳定性随着磨损时间的延长而得到一定程度的改善,当轴承磨损较严重后,其振动速度急剧增大,运动状态的平稳性恶化,通过振动状态的变化,可作为轴承精度失效的判断依据。

双排非对称四点接触球转盘轴承刚度分析

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(初始接触角α01=α02=45°)双排四点接触球转盘轴承进行改进,提出负游隙非对称型接触角设计(α01为35°~60°,α02为90°-α01),并基于赫兹接触理论和滚动轴承设计方法建立负游隙非对称双排四点接触轴承的力学模型。结果表明:随着单向载荷轴向力Fa、径向力Fr和倾覆力矩M增加,主刚度在开始阶段基本呈下降趋势,随着单向载荷的增加非线性上升,负游隙的影响使得轴承的刚度变化曲线存在一个临界拐点;初始阶段随着轴向负游隙量的增加,轴承的初始预紧刚度都得到明显提高,但随着载荷的增加负游隙对轴承刚度的影响逐渐减弱,最终基本趋于一致;单向载荷条件下,当轴向负游隙为-0.03 mm和非对称接触角取α01=55°,α02=35°时,其综合轴承刚度最好;综合外载工况下,负游隙取-0.03 mm和非对称接触角取α01=60°,α02=30°或α01=35°,α02=55°时轴承综合刚性最佳。从提高轴承综合刚性角度考虑,非对称接触角设计和负游隙都可以起到明显效果。

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。

关节轴承配副表面CrDLC和WDLC薄膜摩擦学性能研究

为满足大载荷直升机技术指标需求,使其旋翼系统配套的关节轴承在高承载能力同时,在复杂作业环境下具有更好的抗磨降磨能力,提升轴承的寿命性能指标。以大载荷直升机旋翼系统使用的某型号自润滑关节轴承为研究对象,在9Cr18关节轴承内圈基材表面通过非平衡磁控溅射分别制备CrDLC和WDLC 2种薄膜,分别利用扫描电镜、三维形貌仪、往复式球盘摩擦磨损试验机和低速重载压摆摩擦磨损试验机等,对2种改性薄膜试样的微观结构、摩擦磨损性能以及磨痕形貌等进行测试试验。研究结果表明:在球盘摩擦试验阶段初期,2种薄膜的摩擦因数都呈逐渐增大的趋势,随着摩擦过程的进行,摩擦因数均趋于稳定且一直保持在一定的范围内波动;相对于9Cr18CrDLC试样,9Cr18WDLC试样的摩擦因数稳定时间短,整体摩擦过程比较平稳,摩擦因数相对较低,表现出较好的摩擦性能;9Cr18WDLC涂层与自润滑衬垫对磨过程相对平稳,摩擦因数在一定小范围波动,整体磨痕较浅,整体磨损体积较小,表现出较好的抗磨性。通过摩擦学性能分析可知,对于基材为9Cr18材料,选用WDLC薄膜,具有较好综合抗磨减磨性能。

双列球型轮毂轴承单元耐久性寿命计算分析

对于双列球型轮毂轴承单元数学模型,采用模拟试验载荷谱进行轮毂轴承单元耐久性寿命计算,并分析预紧载荷、侧向加速度和受载偏心距等对球型轮毂轴承单元耐久性寿命的影响。分析结果表明:适当的轴向预紧可提高轮毂轴承单元的刚性以及左右两列轴承的载荷分布均匀性,当轴向预紧量为0.02 mm时,轮毂轴承单元的寿命达到最大值;受载偏心距的影响,使得车辆左右两侧轮毂轴承单元的寿命存在差异,一般驾驶室左侧轴承单元寿命稍高;轮胎半径的大小会同时影响轮毂轴承单元的旋转速度和加载力矩,当轮胎半径取200 mm时轴承单元寿命最长。

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。

汽车轮毂轴承单元轴端铆合有限元分析

基于摆动辗压弹塑性成形理论,采用DEFORM软件建立汽车轮毂轴承铆合工艺的有限元模型,对轮毂轴承的铆合过程、变形特征及应力应变进行了系统分析,对铆合过程特征区域及特征点的变化规律进行了研究,并对仿真模型进行了试验验证。

无线微机器人的结构和控制系统设计

介绍一种无线轮式微机器人的结构和控制系统的软、硬件实现方法。控制系统的硬件电路部分主要包括控制器 ,遥控和电机驱动模块。微机器人的驱动采用电磁型直流微电机。软件部分主要实现PWM脉宽调速和命令码识别。

磁头局部结构的优化设计和数值分析

在磁头磁盘系统中,磁头尾端与磁盘的气膜最小,局部结构承受很大的气膜压力,其气膜压力的大小和分布对磁头飞行稳定性有重要的影响.采用优化设计理论对磁头尾端局部结构进行设计,可明显改善气膜承载性能.最后,采用提出的优化设计方法对负压型磁头结构进行设计.数值分析和实验测试表明,优化后的磁头结构飞高性能参数明显得到改善.

磁头表面结构对硬盘驱动器气膜润滑特性的影响

通过编制适用于纳米级气膜润滑的数值算法,对正压和负压两种类型的磁头结构进行了数值分析,探讨了磁头结构中各个部分对磁头/磁盘系统的影响,以期为磁头表面结构的优化设计提供理论依据.研究表明:对于正压型磁头结构,气膜承载力和最大压力的位置对系统特性有着重要的影响,可通过改变滑轨结构分布来减小这两项性能参数;对于负压型磁头结构,可以通过改变对负压产生明显影响的结构部分来增大负压力的区域,以此消弱正压力的作用;此外,在设计磁头结构时不能忽略气膜刚度的影响,大的气膜刚度对磁头飞行的稳定性起着重要的作用.

磁头结构表面刻蚀深度对磁头飞行姿态影响的实验研究

随着磁盘容量的不断增大,测试技术也不断得到发展.本论文中,工作在纳米级条件下的磁头飞行姿态由动态飞高测试仪获得.通过实验测试方法分析了3层2台阶负压型磁头表面结构的刻蚀深度对磁头飞行姿态的影响.实验测试结果表明刻蚀深度的变化对磁头飞行姿态有明显的影响:随着次景层深度的增加,最小飞行高度和俯仰角都有明显增大趋势;最小飞行高度随着基层深度的增加基本呈增大趋势,而俯仰角呈下降趋势;侧翻角对次景层和基层深度变化不敏感.实际的磁头结构设计中可实验测试结果和优化组合方法选择最佳结构表面刻蚀深度来降低磁头的飞行高度,从而达到增大磁盘存储容量的目的.

非对称接触角对四点接触球转盘轴承静动承载能力的影响

基于Hertz接触理论和滚动轴承设计方法建立非对称接触角双排四点接触轴承的计算模型,并通过数值计算法精确获得不同非对称接触角下轴承的载荷分布和静动承载能力曲线。结果表明:随接触角增大,轴承的最大接触载荷先减小后增大,在接触角为45°时轴承的最大接触载荷最小;非对称接触角对轴承的静动承载能力有显著影响,在轴承正常工作区域,随着非对称接触角α_(01)增大,轴承的静承载能力下降,轴承动承载能力先增大后减小;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°,以轴承动承载能力为选型指标可取对称接触角α_(01)=α_(02)=45°。