轴承套圈内圆切入磨早期颤振在线监测方法

为弥补轴承套圈内圆切入磨颤振在早期识别中的特征量选取和智能算法模型方面的不足,提出了基于均方频率和能量熵结合人工蜂群(artifical bee colony,简称ABC)优化支持向量机(support vector machine,简称SVM)的方法。首先,将轴承套圈内圆切入磨过程中的声发射、振动信号通过提取特征方法,获得能量熵、时域参数、能量占比和均方频率4个特征参数;其次,将4个特征参数两两组成特征向量导入SVM,利用准确度、Kappa系数和混淆矩阵分析结果;最后,将均方频率和能量熵导入不同智能算法进行监测分析。结果表明,均方频率和能量熵组成的特征向量对轴承套圈内圆切入磨早期颤振识别效果最优,同时结合ABC-SVM,识别效果可达100%,为在线监测轴承套圈内圆切入磨早期颤振提供了有效方法。

航发轴承套圈电磁辅助轧制成形残余应力和组织演变

8Cr4Mo4V轴承钢被广泛应用于航空发动机主轴轴承,其热轧成形过程中易出现晶粒粗大等缺陷,导致强韧性不足。冷轧成形可实现晶粒细化,提高轴承钢的综合力学性能,具有巨大应用潜力,但8Cr4Mo4V轴承钢的碳含量和合金含量较高,冷轧过程中易产生微纳损伤和应力集中等缺陷。提出了电磁能场辅助轴承钢冷轧成形的创新技术思路,研究电磁辅助轧制对8Cr4Mo4V轴承钢残余应力和组织演变的影响。结果表明,电磁辅助轧制可调控轴承钢位错密度,减少碳化物与相界处的位错缠结,使残余应力均匀化并提高拉伸性能,实现8Cr4Mo4V轴承钢细晶低损伤成形。

控制轴承套圈热处理脱碳层深度的方法

在轴承套圈的马氏体分级盐浴热处理中,在确保可控气氛质量的前题下,对轴承套圈在辊棒炉热处理过程中的质量控制及设备特点进行分析,重点解决质量管控难点——脱碳层深度的控制方法。

刀具刀尖结构对高速硬车削GCr15轴承套圈表面质量的影响研究

高速硬车削是目前实现轴承套圈高效精密加工的关键技术之一。由于轴承套圈具有硬度高、强度大及薄壁等难加工特点,高速硬车削该类材料零件往往存在刀具失效快、表面质量不易保证等难题。为此,以PCBN刀具高速硬车削GCr15薄壁轴承套圈为研究对象,通过单因素基础切削试验探究修光刃宽度和刀尖圆弧半径等刀具刀尖结构对切削力和切削温度的影响,并在此基础上进行正交试验,对比分析刀具刀尖结构和切削速度、进给量等切削用量对已加工表面粗糙度和残余应力的影响,优选工艺参数,从而为高效高质量加工轴承套圈提供关键技术与数据支撑。

内凸台截面风电轴承套圈锻件芯辊双工位近净轧制工艺

针对内凸台截面风电轴承套圈锻件近净轧制成形难题,通过数值模拟方法研究了采用异形芯辊轧制方案的成形效果,发现轧制比较大的套圈成形过程中台阶宽度在轧制前期能够达到尺寸要求,但在台阶完全填充之后其与芯辊的贴合效果慢慢变差,且在套圈上端面附近容易出现折叠缺陷及爬辊现象;结合该内凸台截面套圈尺寸特点,提出采用芯辊双工位近净轧制成形方案,并对双工位环坯尺寸进行优化设计;根据模拟结果开展了轧制试验,成功轧制出合格的内凸台截面轴承套圈锻件。

基于水浸聚焦超声的轴承套圈缺陷检测仿真

工业上常使用水浸聚焦超声技术对轴承套圈进行缺陷检测,而聚焦探头频率、水层厚度、缺陷位置等因素均会对检测效果造成影响,故基于有限元法对此类影响因素进行仿真研究,模拟在不同探头频率、水层厚度、缺陷位置条件下对轴承套圈进行水浸聚焦超声检测,并通过采集缺陷回波信号来分析它们对于检测效果的影响,得到结论:探头频率应符合能检出的缺陷最小尺寸要求,水层厚度的设置应满足工件底波位于二次界面波之前,当缺陷位置处于焦域时检测效果最好。

轴承套圈的热处理

轴承套圈属于薄壁件,热处理有一定难度。简要介绍了轴承钢的发展历程,轴承钢的洁净度,影响轴承钢疲劳寿命的因素,原始组织对轴承钢力学性能的影响,影响淬火后轴承套圈表面光亮度的因素,预防轴承套圈锥度和圆柱度变化的措施,套圈用淬火介质的质量控制,轴承套圈的磨削变形,以及轴承套圈的特殊热处理工艺如碳氮共渗、碳化物超细化处理、轴承套圈的感应穿透加热和模压淬火等。

模压淬火工艺对渗碳轴承套圈畸变的影响

SAE5120钢制轴承套圈渗碳淬火后畸变较大,通过感应加热并模压淬火的方式可有效控制轴承套圈畸变。模具施加不同的压力、不同的加热工艺对套圈的畸变和理化性能有明显影响。阐述了不同模压淬火工艺方法,并通过统计分析,得出了模具压力与淬火冷却介质浓度对硬度、畸变和磨削余量的影响。

铁路货车轴承套圈滚道表面应力状态分析

铁路轴承套圈表面层残余应力分为拉应力和压应力。列车运行时,残余拉应力作用下,轴承套圈易萌生裂纹并加速扩展,而残余压应力能够部分地抵消工作载荷施加的拉应力,抑制裂纹萌生及扩展,从而延长轴承套圈的接触疲劳寿命。因此,生产轴承套圈时希望产品保持残余压应力状态。通过安排合理的制造工艺、选择合适的工艺参数、提高磨削液冷却效果等措施,可以将套圈表面层残余压应力控制在合理范围内。在热处理、初磨、附加回火和未附加回火、终磨、超精后,通过试验检测轴承套圈表面层残余应力,验证了过程控制能使套圈表面层残余压应力在预期结果内。

基于RFE-BXGBoost的轴承套圈沟道表面缺陷识别方法

轴承套圈是轴承部件的重要组成部分,其表面缺陷影响轴承的服役期限。为了解决轴承沟道表面缺陷难以被准确识别的问题,提出了一种基于特征递归消除的贝叶斯极度梯度提升树(RFE-BXGBoost)的轴承套圈沟道表面缺陷识别模型(方法)。首先,基于特征衍生的思想,对轴承沟道的时域、频域等特征进行了提取,使用了极度梯度提升树(XGBoost)作为基于特征递归消除(RFE)的基学习器,对影响轴承沟道表面缺陷最佳特征子集进行了选择,并过滤了冗余特征;然后,利用基于贝叶斯优化的XGBoost模型组成弱分类器,为了降低模型预测结果的方差,使用有放回随机抽样法,对基分类器进行了选取;最后,根据抽样结果,利用投票法获得了最终的表面缺陷识别结果,并使用轴承套圈沟道实测数据集进行了模型预测性能的测试。实验结果表明:基于RFE-BXGBoost的表面缺陷识别模型的识别准确率为0.90,F1-score为0.879,优于仅使用自适应提升法(Adaboost)、随机森林、梯度提升树的表面缺陷识别结果。研究结果表明:该表面缺陷识别模型对复杂零部件和系统的表面缺陷识别有一定的效果。

轴承套圈自动化双夹具上下料输送线平台设计

在传统加工中,轴承套圈的上下料操作存在加工效率低、安全性差、生产成本高、上下料失误率大等问题,严重影响企业的生产效率。为解决这些痛点,团队结合多年实践经验,借助三维建模软件设计了一种轴承套圈自动化双夹具上下料输送线装置。具体针对该装置的导料装置、加工盘及夹具组件等主要组成部分进行了设计介绍,同时对该装置的工作过程进行了详细分析。实践证明,该装置在工作过程中,能够实现上料操作和下料操作同时执行,并精准完成上下料操作,无需增加额外的驱动设备,具有结构简单、成本低、效率高等优点。

低温CO_(2)辅助PCD刀具硬车削轴承套圈的装置及试验研究

目的降低PCD刀具硬车削轴承套圈时的刀具磨损。方法采用低温二氧化碳内冷辅助PCD刀具切削来抑制刀具磨损。搭建低温二氧化碳冷却装置,开展液态二氧化碳的冷却试验,分析二氧化碳的冷却规律;开展低温切削试验,通过人工热电偶测温法对参考切削温度进行测量,并且研究不同入口压强参数下轴承套圈的表面粗糙度和刀具磨损变化情况,验证低温二氧化碳冷却辅助PCD切削轴承套圈的有效性。结果二氧化碳在恒定压力(1.2 MPa)下的冷却规律可以分成起始、稳定、失效3个阶段,稳定阶段的流量大小为1000g/min,冷却温度可以保持在-59℃不变。二氧化碳在不同入口压力(0.8~1.4MPa)下冷却时,入口压力越小,冷却温度越低。在不同入口压力(0.8~1.4 MPa)下进行低温切削,0.8、1、1.2、1.4 MPa时的最大参考切削温度分别为-41、-28、-30、-28℃,加工表面的粗糙度值分别为0.071、0.074、0.109、0.129μm,后刀面最大磨损量分别为176.58、171.67、270.26、261.17μm。结论入口压力为0.8 MPa和1 MPa时,二氧化碳冷却效果较好,无论是参考切削温度,还是加工表面的粗糙度值和刀具磨损都处于较低水平,低温冷却辅助PCD刀具硬车削轴承套圈时可有效降低刀具磨损。

基于柔性超声相控阵的轴承套圈内部缺陷检测

基于柔性超声相控阵无损检测技术,利用时间延迟法则和单层凸面延迟聚焦原理建立了轴承套圈柔性超声相控阵仿真模型,通过对套圈内部不同类型缺陷的分析揭示了声波在套圈内偏转和聚焦的传播特性。对超声A信号回波的仿真结果表明:控制柔性超声相控阵声束的聚焦深度和偏转角度可实现套圈内部不同位置缺陷的检测,可根据不同类型缺陷超声A信号回波之间的差异判断缺陷类型,而且可通过改变换能器阵元参数提升缺陷检测精度。

外圆无心磨削工艺对轴承套圈成型质量的影响

为了得到取消外圆修磨的外圆无心磨削工艺对轴承套圈外圈的影响规律,本文以6202深沟球轴承套圈外圈为研究对象,通过外圆无心磨削试验,分析了取消外圆修磨后新无心外圆磨削工艺对套圈圆度、直径的影响,并利用谐波控制原理分析磨削加工中谐波对轴承套圈外圈圆度的控制。研究结果表明:新工艺可以满足6062轴承套圈的尺寸精度要求,外圆无心磨削时采用加工余量先大后小的方法,有助于改善轴承套圈的外圆圆度,缩短工艺流程,减少生产时间,提高生产效率;无心磨削可以降低轴承套圈表面低次谐波的幅值,外圆超精加工可以有效降低套圈表面高次谐波,从而达到控制圆度的目的。取消外圆修磨的新磨削工艺不但能提高产品质量,还能提升生产效率。

球化退火后轴承套圈锻坯表层的显微组织

为满足加工工艺的要求,对轴承套圈锻坯进行了球化退火处理。对球化退火后轴承套圈锻坯表层的显微组织进行分析。结果表明:如果炉气碳势控制不当,在锻坯表面会形成脱碳层;随着炉气碳势逐渐降低,对应生成不同的球化组织,二者之间的对应关系符合扩散定律菲克方程的误差解;结合Fe-Cr-C三元相图,不同炉气碳势会导致碳含量不同;绘制了碳浓度曲线,表层组织的转变符合该曲线的变化规律。

轴承套圈用钢管内折原因分析与工艺改进

在使用热轧GCr15圆钢斜轧生产轴承套圈用毛管过程中,发现部分钢管存在螺旋状内折缺陷,且缺陷在整根钢管上呈随机分布。借助低倍酸洗检验、金相检验、扫描电镜及能谱分析等试验方法对毛管内折缺陷进行了系统分析,结果在内折裂纹和附近基体上均发现了结晶器保护渣成分,两者微区能谱成分显示均含有结晶器保护渣最具特征的Na元素,同时夹渣中CaO/SiO_(2)≈1。利用排除法确定了管坯生产过程中结晶器液面波动引起的保护渣卷渣是造成钢管内折的主要原因,连铸过程工艺追踪发现第6流结晶器液面波动幅度最大,达12 mm,超出正常波动范围(±5 mm),持续时间40 min,执行了甩坯操作。同时对内折形成机理进行了分析。通过控制连铸关键工艺浸入式水口直径为32 mm,拉速1.0 m/min,连浇炉次钢水过热度10~30℃等工艺措施,结晶器液面长时间(≥10 min)剧烈波动(相对液面波动振幅>5 mm)发生时间占整个浇次总时间的百分比由最差时的15%下降至3%以下,提升了连铸坯内部质量,避免了毛管内折缺陷的发生。

GCr15钢轴承套圈内表面开裂原因

某GCr15钢轴承套圈经机加工后,发现其套圈内表面发生开裂。采用宏观观察、化学成分分析、扫描电镜及能谱分析等方法对开裂套圈进行分析。结果表明:在生产套圈过程中,穿孔顶头发生破碎,产生的异物颗粒嵌入基体,破坏了基体的连续性,最终导致套圈内表面发生开裂。

轴承套圈退火转运装置的设计与应用

针对退火炉膛密封不严致使轴承套圈在退火过程中有少量空气掺入,从而造成轴承套圈氧化皮偏厚的问题,以及轴承套圈在退火过程中使用退火密封箱转运不方便的问题,设计开发了一种轴承套圈退火转运装置。

轴承套圈表面超声滚挤压加工硬化模型

为了提高轴承表层性能,获得较好的表面硬度,对超声滚挤压加工强化处理后的轴承套圈进行显微硬度测试,研究静压力、工件转速、进给量3个主要加工参数对轴承试样表面层硬度、硬化层深度的影响规律,建立了超声滚挤压轴承套圈表面加工硬化回归模型,并验证了模型的准确性。研究结果表明,轴承套圈表面硬化层深度可达250μm,表面硬度随静压力的增大而增大,随进给量的增大而减小,随转速的增大先增大后减小;其中静压力对硬度和硬化层深度的影响最大,进给量次之,转速影响相对较小;使用所建立的表面硬度模型进行预测的结果与试验结果最大误差为1. 29%,说明该模型可用于不同工艺参数下轴承套圈表面硬度的预测和优化。

GCr15SiMn钢轴承套圈开裂原因分析

采用光学显微镜、扫描电镜等检测分析手段,对GCr15SiMn钢轴承套圈开裂原因进行了分析。结果表明:引起套圈开裂的主要原因是由于锻造比不够,始锻和终锻温度偏高,造成套圈组织中存在碳化物偏析以及碳化物呈网状分布,使材料的脆性显著增大。在淬火过程中,由于热应力和相变应力的作用导致轴承套圈萌发裂纹,进而在磨削工序外力作用下裂纹扩展而失效。