曳引机调心滚子轴承唇形密封圈密封及摩擦性能分析

针对曳引机主支承调心滚子轴承密封过早失效及密封圈摩擦损耗大问题,构建调心滚子轴承唇形密封圈的有限元模型,研究唇形密封圈主要结构参数及橡胶材料硬度对其密封性能(最大接触应力表征)及摩擦性能(摩擦力矩表征)的影响规律,并基于响应曲面法探明唇形密封圈主要结构参数间存在的交互作用。结果表明:最大接触应力随唇形密封圈过盈量、腰部厚度及橡胶材料硬度的增加呈近似线性增加,随唇倾角及唇口圆角半径的增加分别呈近似线性减小及非线性减小;摩擦力矩随过盈量、腰部厚度及橡胶材料硬度的增加而增加,随唇口圆角半径的增加先快速增加后缓慢增加,随唇倾角的增加呈非线性减小;过盈量和唇口圆角半径的交互作用及腰部厚度和唇口圆角半径的交互作用对最大接触应力的影响较为显著;腰部厚度和过盈量的交互作用对摩擦力矩的影响较为显著。研究结果可为调心滚子轴承唇形密封圈设计及选型提供一定指导。

面向调心滚子轴承的气动式主动抑振单元

滚动轴承在其服役过程中常用增加预紧力的方式来抑制其振动,但实际使用过程中轴承预紧力不会随外部工况的变化而变化,导致抑振效果有限或使轴承过早进入疲劳阶段。提出了一种气动式主动抑振单元,并开发与之相匹配的数据采集系统、测试控制系统及气压驱动系统构成主动控制单元;此外,设计了调心滚子轴承支承的细长挠性转子系统,用其一阶固有频率下的自激振动模拟实际工况下的载荷冲击,并采用主动控制系统对此冲击进行抑振。试验结果表明:该主动抑振单元对试验所用调心滚子轴承可满足常规转速及较高转速下的抑振要求,但转子转速在临近半频即1/2一阶临界转速附近时抑振效果不稳定且对轴向预紧力的幅值变化较为敏感。

连铸机扇形段用调心滚子轴承失效分析

本文采用了光学显微镜、扫描电子显微镜及硬度仪等设备,对失效的连铸机扇形段调心滚子轴承进行了分析,以探求其失效的原因。结果表明:轴承安装时存在一定的偏载,随着轴承的不断运转,偏载会越来越严重地挤压轴承的滚子,加上在重载环境下会产生更剧烈的磨损,使轴承内圈升温,最终导致轴承滚子严重挤压变形和内圈硬度下降。调心滚子轴承的内圈硬度下降最严重,其中大量珠光体的存在是其硬度降低的关键原因。

含表面缺陷双列调心滚子轴承动力学特性研究

为了分析双列调心滚子轴承故障位置,基于动量定理建立了缺陷处冲击载荷计算公式,引入缺陷位置分段函数和承载区分段函数,建立了双列调心滚子轴承外圈和内圈含缺陷的非线性动力学方程,并利用Matlab/Simulink进行数值仿真,得到了不同转速下缺陷轴承的振动加速度,由仿真结果可知:轴承转速越高,缺陷冲击载荷越大,且冲击载荷在轴承底部最大,沿两侧逐级递减。最后对该动力学方程仿真结果进行了试验验证,试验测得振动加速度与仿真结果基本一致,验证了冲击载荷计算公式和动力学模型的正确性,根据冲击载荷类型可清晰判断缺陷所在位置。

基于有限元的风电机组双列调心滚子轴承变精度建模方法

为提高风电机组主轴双列调心滚子轴承接触应力的计算精度,以某2 MW陆上风电机组主轴双列调心滚子轴承为研究对象,提出一种基于有限元的轴承变精度建模方法,通过建立低精度的轴承模型得到其接触应力分布,再根据最大接触应力位置建立关键区域的高精度子模型,实现最大接触应力的精确计算。通过对位移、接触应力的收敛性验证得到最佳子模型宽度和网格数量,并通过虚拟阻尼法的收敛性、子模型精度、最大接触应力以及径向游隙对内、外圈最大接触应力的影响验证了模型的正确性。

组合赋权下的调心滚子轴承响应面MOGA优化模型

为了提升调心滚子轴承响应面应力分布均衡性,解决由调心滚子轴承响应面产生应力变化,导致调心滚子轴承失效问题,提出一种调心滚子轴承响应面优化方法。建立调心滚子轴承响应面客观赋权模型,通过Hertz接触理论分析响应面线性应力分布情况。采用多目标遗传算法(Multi Objective Genetic Algorithm,MOGA)对响应面有限元模型加以最优量优化,完成响应面优化模型构建。实验结果表明:响应面应力分布优化测试曲线整体平稳,起始值与终止值相差较小,并且整体值域有明显提升;目标模型对于连续性暴力压力受力较均匀。由此证明,目标模型在响应面应力分布优化方面效果明显,能够保证参量的统一,具有一定的稳定性、可靠性及有效性。

双列行车调心滚子轴承失效分析

某双列行车调心滚子轴承在使用过程中发生碎裂。采用化学成分分析、金相检验、硬度测试等理化检验技术对其碎裂失效原因进行了分析。结果表明:该调心滚子轴承由于日常维护保养不到位等因素导致的轴承运转工况较差,最后发生碎裂。

调心滚子轴承的摩擦学设计综述

从轴承的结构设计、滑动和摩擦、常见失效形式和摩擦学设计方面讨论了滚子的桶形设计、微观滑动与失效的联系,评述了轴承的系统设计、润滑膜厚计算、磨损寿命预测、摩擦学优化设计及其优化设计方法。

水泥设备用调心滚子轴承的失效分析

通过外观检查、硬度检测、金相及断口分析等理化检验手段对水泥设备用调心滚子轴承的失效过程进行了分析。结果表明,轴承失效的模式为热裂,主要原因是轴承在运转中发生偏转,造成挤压摩擦并产生大量热量,最终导致材料的物理性能发生改变,产生裂纹并发生断裂。

高频破碎器调心滚子轴承失效分析

调心滚子轴承是高频破碎器的关键部件,其好坏直接影响着高频破碎器的使用寿命。通过粗视检查及有限元仿真对高频破碎器上调心滚子轴承的失效原因进行分析,结果表明其失效主要是由于冲击载荷过大造成的。一方面,大冲击载荷造成了调心滚子轴承的内、外圈和滚子变形,导致轴承受力不均发生偏载而卡死;另一方面,大冲击载荷使轴承内部油膜破裂,造成金属之间的相互摩擦,轴承温度急剧上升而发生咬粘失效;最后,根据调心滚子的失效原因提出了相应的改进措施。

X30CrMoN15-1钢制双列调心滚子轴承外圈感应淬火工艺数值模拟及参数优化

利用DEFORM有限元软件对某型号双列调心滚子轴承外圈感应淬火进行模拟,采用响应曲面法对工艺参数进行优化,并根据优化后工艺参数得到深冷处理前后滚道中心和密封槽底淬硬层深度以及滚道中心次表面残余压应力。结果表明:二次响应曲面能够很好地拟合外圈感应淬火模拟结果,淬硬层深度各影响因素显著程度由高到低依次为电流频率、电流密度和线圈转速,残余压应力各影响因素显著程度由高到低依次为线圈转速、电流密度和电流频率;最优工艺参数为线圈转速0.049 r/min、电流频率246.667 kHz和电流密度6.5×107 A/m2;深冷处理后,滚道中心淬硬层深度、密封槽底淬硬层深度、滚道中心次表面残余压应力以及滚道表面硬度分别为1.642 mm,0.608 mm,120 MPa和62.5 HRC;深冷处理能够有效增加淬硬层深度,降低残余压应力并提高淬火硬度;数值模拟结果与试验结果相比,误差在13%以内,具有良好的一致性。

重载下调心滚子轴承接触应力分析及凸形设计

基于弹性接触理论,应用数值方法编制FORTRAN程序计算了调心滚子轴承的接触应力。轻载下其接触应力计算值和Hertz理论的计算结果相差仅为0.11%,从而验证了程序的正确性。并据此计算了其他更高载荷水平下的轴承接触应力。当轴承施加0.15Cr载荷时滚子有效长度利用率过低;载荷增加到0.3Cr时滚子的有效长度能被有效利用;当载荷进一步增加时开始出现边缘应力集中。通过改变滚子、滚道的密合度和优化滚子端部修形半径,以充分利用滚子全长,可在极重载下球面滚子-滚道接触区域中间应力增加很小的情况下大大减小边缘的应力集中。

调心滚子轴承滚子与滚道密合度最佳设计

调心滚子轴承滚子与滚道的密合度是一个重要参数,但该参数往往依据经验选取,缺乏理论基础。针对该问题,提出了密合度和滚子球面半径最佳设计原则并给出计算公式。

一种新型调心滚子轴承结构

介绍了一种新型调心滚子轴承结构。新结构轴承无固定中挡边和小挡边，采用钢板冲压保持架，内、外圈及滚动体与传统CC型调心滚子轴承相似，二者的主要区别在于保持架和中隔圈的结构。由对比分析可知，新结构调心滚子轴承较老结构的径向额定动载荷提高了10％-20％。

离心风机用调心滚子轴承的失效分析

对某悬臂离心风机用调心滚子轴承的失效进行了分析,认为由于电动机轴在运转过程中发热膨胀使联轴器两端面接触或停机时异物进入联轴器的两端面之间,使得电动机端调心滚子轴承无轴向游隙,出现偏载,最终导致过早失效,并提出了改进措施。

轧机减速机用大型调心滚子轴承的设计与应用

针对某钢厂轧机减速机用241系列调心滚子轴承失效严重、寿命短的问题,对轴承的失效原因进行了分析,认为轴承承受了较大的轴向力和冲击力。在原轴承结构的基础上进行了设计改进,并阐述了大型钢保持架的加工方法。经实践验证,优化后的轴承应用后效果良好,寿命大为提升。

实体保持架调心滚子轴承主参数优化思路

在分析实体保持架调心滚子轴承主参数优化设计方法的基础上,对比国内外轴承制造厂生产的同一型号调心滚子轴承的结构参数,找出设计约束问题的差异并提出减小外圈最小壁厚的改进建议,达到提高轴承额定载荷和寿命的目的。

22340R/W33双列调心滚子轴承失效分析

通过对某粉煤机上失效主轴轴承部分内圈进行材质、硬度、金相组织和化学成分的分析 ,得出可能导致其失效的三个主要原因是轴承游隙偏小、轴承与轴的配合尺寸公差过盈量不够、轴承内圈端面与锁紧螺母之间的预紧力不够。附图 4幅 ,表 1个。

基于ANSYS Workbench双列调心滚子轴承接触特性模拟仿真

以双列调心滚子轴承为研究对象,基于ANSYS Workbench对其等效应力、总变形和内、外圈接触应力以及内、外圈沟曲率半径系数对内、外圈最大接触应力的影响进行仿真分析。仿真结果表明,双列调心滚子轴承最大接触应力主要分布在内、外圈与双列滚动体接触位置;随着内圈沟曲率半径系数增加,内圈最大接触应力呈现增加的趋势,而外圈最大接触应力却呈现逐渐减小的趋势;随着外圈沟曲率半径系数增加,外圈最大接触应力呈现增加的趋势,而内圈最大接触应力却呈现逐渐减小的趋势。该研究为双列调心滚子轴承接触疲劳寿命的延长提供了理论依据。