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。

推力滚针轴承摩擦力矩特性研究

基于滚动轴承动力学理论,建立了推力滚针轴承动力学微分方程,采用精细积分法和预估-校正Adams-Bashforth-Moulton多步法相结合的算法求解其动力学微分方程,在此基础上建立了推力滚针轴承摩擦力矩数学模型。研究了工况参数和结构参数对推力滚针轴承摩擦力矩特性的影响,结果表明:推力滚针轴承摩擦力矩主要分量为滚针-滚道间滑动摩擦,在高速时,保持架-滚针间摩擦也成为主要分量,且较小的兜孔间隙有利于降低轴承摩擦力矩;推力滚针轴承存在一个最佳转速使用范围,使轴承摩擦力矩最小;轴承摩擦力矩与轴向载荷呈正比,且比例系数随着转速的增大而减小;滚针修缘可明显降低轴承摩擦力矩,比较其修缘类型,全凸圆弧修缘滚针更有利于降低轴承摩擦力矩;随着滚针个数和有效长度的增大,轴承摩擦力矩随之增大;随着滚针直径的增大,轴承摩擦力矩减小;应合理优化这些参数,以降低轴承摩擦力矩。

WS_2复合润滑膜制备及轴承性能试验分析

为提高某高速电动机用转子轴承的自润滑性能,采用WS_2作为固体润滑材料,经工艺研究,制备了满足轴承使用要求的WS_2复合薄膜。通过对镀膜前后轴承的性能测试、试验以及与国外产品对比分析可知:采用WS_2复合薄膜后,轴承的摩擦力矩更小且更稳定,可直接在高速下运转,试验后轴承工作表面的固体润滑膜更加致密细腻;采用自润滑保持架与WS_2复合固体润滑膜相结合的润滑方案后,轴承的摩擦力矩与国外产品相比明显降低。

控制力矩陀螺转子1阶临界转速及轴向振动响应分析

基于转子动力学及谐响应理论,建立了高速转子的有限元分析模型,研究了旋转质量本体辐板倾斜角、轴承预紧力、轴承安装跨距对高速转子1阶临界转速及轴向振动响应的影响。结果表明:转子1阶临界转速随轴承预紧力的增加而增大,随轴承安装跨距的增加而减小,随旋转质量本体辐板倾斜角的增加呈先增大后减小的趋势;高速转子的放大因子随辐板倾斜角和轴承预紧力的增加而增大;轮缘的轴向振动位移响应随轴承预紧力的增加而减小,随辐板倾斜角的增加呈先减小后增大的趋势;轴承安装跨距对高速转子的放大因子和轮缘的轴向振动位移响应的影响较小。

飞轮用轴承组件热-结构耦合特性分析

针对飞轮高速转子转速提高引起的轴承温升和疲劳失效问题,建立了轴承组件热-结构耦合有限元模型。将轴承摩擦功耗和电动机功率作为温度分析的边界条件,利用材料的S-N曲线计算轴承的疲劳寿命。以某型号飞轮用轴承组件为例,分析各工况条件对计算结果的影响。结果表明:轴承组件中电动机温度最高,轮体温度最低,轴承中钢球与套圈的接触区温度较高,且钢球接触表面温度最高,内、外圈次之;温度对轴承组件的应力场和轴承的疲劳寿命影响较大;径向力、转速、环境温度以及电动机功率对轴承的温度、应力和疲劳寿命均有所影响,但径向力和电动机功率的影响较小,而转速和环境温度的影响较大。

某型发电机轴承异响故障分析

针对某型发电机在样机型式试验过程中出现的轴承异响问题,通过多次试验对比分析,确定轴承选型尺寸过大、轴承游隙过大而导致的轴承刚度过小是根本原因。计算并绘制轴承刚度与工作游隙的关系曲线,分析两者之间的关联,找到了轴承降低噪音,消除异响所需的理想工作游隙,对轴承的配置选型具有重要的工程指导意义。现通过对其在设计、制造、使用中的状况的收集、整理、分析,发现仍有改进空间可挖。

圆柱滚子轴承外圈装配应力对轴承应力分布的影响研究

考虑外圈与轴承座之间的过盈配合,求解套圈装配应力、滚道变形量、轴承应力分布和疲劳寿命,并分析过盈量的大小对计算结果的影响。结果表明:随着过盈量的增加,套圈最大应力和外圈滚道最大变形量逐渐增大,且变形量与过盈量值相当;在载荷作用下,随着过盈量的增加,轴承内圈和滚子最大等效应力基本不变,外圈最大等效应力逐渐减小;轴承最大接触应力不随装配过盈量的改变而变化。

双列调心滚子轴承摩擦力矩的特性

基于滚动轴承的动力学理论,建立了双列调心滚子轴承动力学微分方程与摩擦力矩数学模型,采用预估-校正GSTIFF(gear stiff)变步长积分算法求解其动力学微分方程,研究了结构参数和工况参数对双列调心滚子轴承摩擦力矩特性的影响。研究结果表明:较小的内滚道密合度与较大的外滚道密合度有利于降低轴承的摩擦力矩;过大、过小的保持架兜孔曲率半径都不利于轴承摩擦力矩的降低,存在一个合理的保持架兜孔曲率半径使轴承摩擦力矩最小;保持架兜孔间隙对轴承的摩擦力矩影响较小,适当增大保持架引导间隙可有效减小轴承的摩擦力矩;适量的增大双列调心滚子轴承径向游隙有利于降低轴承的摩擦力矩。