基于神经网络预测方法的智能化高精度大型钢管高速托辊机构研究

大型钢管高速托辊机构在工作过程中受管节点偏心、滑动摩擦等不确定因素的影响,会使得主管转动距离与胶轮转动距离存在一定偏差。这种偏差给实际工程施工带来一定困难。对此,采用商用软件ANSYS中的Transient Structural模块建立基于某大型钢管高速托辊机构的有限元模型,通过仿真计算研究转动过程中主管和胶轮的运动特性,获得对应的旋转角度、旋转距离以及距离偏差,采用径向基神经网络方法对主管和胶轮旋转的偏差进行预测对比分析。研究结果表明,所建立的径向基神经网络方法能够很好地预测主管和胶轮旋转的转动距离偏差,能够为大型钢管高速托辊机构上主管与胶轮距离偏差的计算提供一定的参考。

交叉滚子轴承摩擦力矩特性研究

为研究交叉滚子轴承摩擦力矩的影响因素,建立考虑环境温度和温升影响的轴承摩擦力矩计算模型,研究工况参数、环境温度和几何参数对轴承摩擦力矩的影响规律,并进行试验验证。结果表明:交叉滚子轴承只承受轴向载荷时,摩擦力矩主要由其中一个接触对产生;只承受径向载荷或倾覆力矩时,2个接触对产生的摩擦力矩之比为1∶1;在-30~50℃内,环境温度升高,轴承的摩擦力矩先减小后增大,温度小于40℃时润滑脂黏性对总摩擦力矩起主导作用,游隙变化的影响次之,50℃时游隙变化对摩擦力矩起主导作用,润滑脂黏性的影响次之;增大径向游隙可以显著降低轴承摩擦力矩;在直母线、对数修形和全凸圆弧修形3种修形方式中,全凸圆弧修形在较宽范围的载荷条件下降低摩擦力矩的效果更显著。

径向游隙对圆柱滚子轴承疲劳寿命的影响

应用经典的滚动轴承理论和“切片法”的基本思想,以某大兆瓦风电机组齿轮箱输出轴轴承为例,采用Romax Designer工程分析软件,计算了圆柱滚子轴承不同径向游隙时的轴承内部载荷分布、接触应力、套圈滚道当量动载荷和寿命,分析径向游隙对轴承ISO/TS 16281寿命的影响。研究结果表明:径向游隙不仅通过对轴承内部载荷分布、接触应力和套圈滚道当量动载荷的影响而对寿命产生影响,还通过对寿命修正系数等因素的影响而对寿命产生影响。研究结果可为滚子类轴承的优化设计提供参考。

圆柱滚子轴承滚子对数修形优化研究

为了提高轴承的疲劳寿命,采用Romax Designer工程分析软件,在充分考虑径向游隙和内外圈相对倾斜量(影响轴承寿命的主要因素)对修形效果影响的基础上,对某大兆瓦风电机组齿轮箱输出轴轴承进行了对数修形优化分析。首先,对国际标准ISO/TS 16281寿命计算方法进行了简要分析;然后,对不同径向游隙情况下对数修形的效果进行了分析;最后,对不同内外圈相对倾斜量情况下对数修形的效果进行了分析。研究结果表明:以轴承最大接触应力最小为优化目标和以国际标准ISO/TS 16281寿命最长为优化目标的轴承对数修形,其最佳修形量不同,相应的ISO/TS 16281寿命有很大不同;在该轴承的具体条件下,以ISO/TS 16281寿命最长为优化目标的最佳修形凸度量对应的ISO/TS 16281寿命比以最大接触应力最小为优化目标的最佳修形凸度量对应的ISO/TS 16281寿命长2.39%~10.63%;以ISO/TS 16281寿命最长为优化目标的最佳修形凸度量对应的ISO/TS 16281寿命比未修形的ISO/TS 16281寿命长111.47%~1054.88%,建议以ISO/TS 16281寿命最长为优化目标对轴承进行修形优化设计。该研究结果可为滚子类轴承的优化设计提供参考。

三瓣波滚道圆柱滚子轴承径向游隙及预载荷计算

考虑三瓣波滚道波形,推导了三瓣波滚道圆柱滚子轴承径向游隙及其内部预载荷的计算方法,并以某三瓣波滚道圆柱滚子轴承为例,计算了轴承径向游隙并分析了预载荷分布情况以及外滚道波形值、基圆径向游隙对轴承预载荷的影响,结果表明:轴承最大预载荷随着外滚道波形值增大而增大,随着基圆径向游隙增大而减小,说明可以通过外滚道波形值和基圆径向游隙控制轴承最大预载荷。

异形外圈圆柱滚子轴承径向游隙测量装置设计

针对异形外圈圆柱滚子轴承在高精度、定量载荷条件下的径向游隙测量问题,基于静、动态相结合的测量原理完成了异形外圈圆柱滚子轴承径向游隙测量装置设计。介绍了整机结构以及具体操作步骤,并根据异形外圈圆柱滚子轴承特殊的外圈结构以及自重大引起摩擦力较大的问题采取了加载、测量位置可调整机构以及导轨替代滑动摩擦的设计;对形变误差、径向跳动误差和其他误差进行了分析,各部分误差相对较小。

机组式柔印机压印辊的动态特性实验研究

压印辊动态特性对机组式柔印机印刷质量有重要影响,针对静态径向跳动难以反映印刷机的动态特性问题,研究高速生产状态下压印辊的动态精度一致性及其与墙板振动相关性,为柔印机的结构优化及状态监测提供参考依据。在分析压印辊结构、运动参数与采样频率关系的基础上建立数据采集分析模型,运用相关分析法构建动态径向跳动与墙板振动的相关性模型,开展动态跳动与振动测试研究。测试分析结果:压印辊主体动态径向跳动值约0.005至0.025mm,压印辊转动一个周期径向跳动值会突变4次。研究表明:机组式柔印机压印辊动态径向跳动以及墙板振动呈非周期性特征,各向加速度曲线均存在突变,压印辊动态径向跳动与支撑墙板X、Z向加速度呈强正相关。

圆柱滚子轴承摩擦力矩试验机

针对现阶段圆柱滚子轴承摩擦力矩试验机测量载荷较小以及大径向载荷条件下测量精度不高的问题,基于平衡法研制了圆柱滚子轴承摩擦力矩试验机,试验机主体为卧式结构,最大载荷可施加至10 k N,可以在不同转速和润滑条件下测量圆柱滚子轴承的摩擦力矩。基于试验分析了径向载荷对圆柱滚子轴承摩擦力矩的影响规律,结果表明圆柱滚子轴承摩擦力矩随径向载荷的增加逐渐增大,摩擦力矩测量值与理论计算值相差较小,验证了圆柱滚子轴承摩擦力矩试验机的实用性。

滚子偏斜工况下的圆柱滚子轴承弹流润滑分析

以存在滚子偏斜工况的圆柱滚子轴承为研究对象,基于轴承拟静力学模型与有限长线接触弹流润滑模型建立圆柱滚子轴承弹流润滑理论计算模型,并基于力学特性分析工况参数对圆柱滚子轴承滚子与滚道接触区域润滑性能的影响,结果表明:力矩载荷作用后,油膜压力与油膜厚度呈非对称分布;力矩载荷越大,油膜压力和油膜厚度的偏斜程度越明显,易导致轴承润滑性能恶化;径向载荷和内圈转速越大,油膜压力偏斜程度越小。

考虑游隙变化的圆柱滚子轴承疲劳寿命分析

针对传统的轴承寿命计算方法难以探究工作径向游隙对圆柱滚子轴承寿命的影响问题,提出了一种圆柱滚子轴承工作游隙的理论计算模型和考虑工作径向游隙的轴承寿命计算模型。首先,研究了过盈配合、离心力、温度、径向载荷、动压润滑油膜对径向游隙的影响机制,建立了圆柱滚子轴承工作游隙理论计算模型;然后,根据轴承工作游隙理论计算模型,将最大滚动体载荷与轴承工作游隙联系起来,建立了考虑工作径向游隙的轴承寿命计算模型;最后,以SFW250-8/850卧式水力发电机主轴上的圆柱滚子轴承SKF N324为研究对象,针对标准中定义的五个原始径向游隙组,根据轴承工作游隙理论计算模型计算得到了五个工作径向游隙组,再根据考虑工作径向游隙的轴承寿命计算模型,分析了五个工作径向游隙组的载荷分布和寿命,以此确定最佳工作游隙组,模型结果与ISO/TS 16281:2008计算结果、RomaxDesigner仿真结果作对比,验证了计算模型的可靠性。研究结果表明:过盈配合对轻载和中载条件下轴承的径向游隙影响最大,变化量分别为-30.768μm和-16.413μm;温度对重载条件下轴承的径向游隙影响最大,变化量为-16.866μm;轻载工况下游隙值为-43μm时,承担载荷的滚子数量为9个,寿命达到最大值48187 h,径向游隙的变化会影响轴承接触应力分布和受载滚子数量,进而影响轴承的寿命,不同载荷下轴承的最佳工作游隙值不同;轴承寿命计算模型的计算结果与ISO/TS 16281:2008的计算结果误差为3.48%,与Romax仿真结果误差为4.71%。该模型更贴近实际工况,可为轴承设计提供参考,并可根据实际工况选择合适的游隙来延长轴承使用寿命。

辊压方式对圆锯片稳定性的影响

采用有限元法研究新的适张方法对圆锯片稳定性的影响.新适张方法为径向辊压和切向辊压,通过与环形辊压比较来研究其对圆锯片稳定性的影响.研究结果表明径向辊压产生的应力状态不利于提高锯片的稳定性,同时锯片辊压后平整性差,受轴向载荷作用时,端面变形量大;而切向辊压在锯片上形成的应力状态利于提高锯片的稳定性,同时锯片辊压后平整性好,受轴向载荷作用时,端面变形量小.结果证明切向辊压效果明显,是一种有效的辊压方式.

内外围相对倾斜对圆柱滚子轴承承载能力的影响分析

研究了由于转子弯曲引起的圆柱滚子轴承内外圈相对倾斜，以及轴承游隙与滚子修缘圆弧半径对轴承载荷分布的影响，并进行了数值计算和结果分析，提出了解决因轴承内外圈相对倾斜对轴承承载能力的影响问题的有效途径。

高速圆柱滚子轴承非线性刚度分析

在航空发动机高速圆柱滚子轴承拟静力学分析基础上,建立基于轴承径向游隙的高速圆柱滚子轴承非线性刚度计算模型,分析了轴承内、外圈转速对高速圆柱滚子轴承工作径向游隙影响的关系,并对高速圆柱滚子轴承非线性刚度特性进行了研究,最后就某型号航空发动机主轴高速圆柱滚子轴承进行了实例计算与分析,得出在满足主机支承刚度条件下的合理高速圆柱滚子轴承工作径向游隙使用范围。

圆锥滚子轴承径向刚度的计算方法研究

指出了目前滚动轴承刚度计算方法存在的问题,对圆锥滚子轴承载荷分布进行了分析;通过Hertz理论得出了沿圆锥滚子母线方向的弹性变形量表达式;根据Dowson-Higginson油膜厚度公式得出了沿圆锥滚子母线的油膜厚度表达式;推导出考虑油膜厚度时计算圆锥滚子轴承径向刚度的数学公式。实际算例结果表明:当径向载荷不高的情况下,油膜的存在对轴承刚度影响较大,实际计算中不应忽略;随着径向载荷的增大,油膜对轴承刚度的影响逐渐减弱。

加速工况下高速圆柱滚子轴承打滑分析

针对高速轻载圆柱滚子轴承打滑问题,在考虑轴承涡动、径向游隙变化和内圈加速工况基础上,建立了高速轻载圆柱滚子轴承运动学和动力学模型,研究了有无涡动、不同径向载荷、内圈加速度和径向游隙等因素对圆柱滚子轴承打滑特性的影响。研究结果表明:在轴承加速过程中,保持架转速、打滑率和油膜厚度均随时间呈上升趋势,但当涡动存在时会使保持架转速、打滑率和油膜厚度在上升过程中出现抖动;增大径向载荷和径向游隙有利于减小保持架的打滑率。

径向力和弯矩联合作用下滚子轴承的刚度计算

滚子轴承在径向力和弯矩联合作用下的承载情况极为复杂,其刚度计算也更为困难。为了建立我国航空发动机滚子轴承的寿命评价体系,在考虑弹性流体动力润滑状态的情况下,提出了航空发动机高速滚子轴承的一种实用刚度分析方法,利用该分析方法对某航空发动机主轴承在复杂载荷作用下的刚度特性进行了分析。实例计算验证了理论分析的正确性。

弹性复合圆柱滚子轴承静态径向刚度分析

从弹性复合滚子轴承的基本结构形式出发,结合当前关于实心圆柱滚子轴承和空心圆柱滚子轴承的研究方法,对弹性复合圆柱滚子轴承的静态径向刚度进行了深入细致的研究,用ABAQUS软件建立了弹性复合圆柱滚子轴承径向刚度的有限元计算模型,分析了填充度、外载荷、滚子数对径向刚度的影响规律,并和空心圆柱滚子轴承的刚度进行了比较。计算结果表明:填充度越小,随着外载荷的增大刚度的提升幅度越大,滚子数的增加对轴承的刚度提升幅度越大;填充度越大,随着外载荷的增大刚度的提升幅度越小,滚子数的增加对轴承的刚度提升幅度越小。弹性复合圆柱滚子轴承和空心圆柱滚子轴承比较时,填充度(空心度)越大,两者的刚度相差越大。

圆柱滚子轴承运动关系的试验研究

在工程应用中，打滑损伤是导致滚动轴承早期失效的主要原因之一，因此，通过试验研究分析了圆柱滚子轴承保持架的转动速度、轴承径向载荷、内圈转动速度和滚动体数与打滑现象及滑差率的关系．结果表明，在径向载荷一定时，轴承的转动速度越高，保持架的打滑现象越严重；在轴承内圈转动速度一定时，轴承径向载荷增大和滚动体数减少，都有利于轴承保持架的滑差率减小．

边界元法分析径向游隙对四列圆锥轴承载荷的影响

为了分析径向游隙对四列圆锥滚子轴承工作可靠性的影响,在三维有摩擦弹性接触边界元法的基础上,采用板单元模拟滚动体,编制了轴承三维载荷分布边界元法专用计算程序.轧机四列圆锥滚子轴承系统采用不同径向游隙和不等游隙时,利用该程序对轴承径向压力以及径向和轴向载荷的分布进行了数值模拟,分析了径向游隙对轴承压力和载荷分布的影响.通过数值模拟结果可知:对于四列圆锥滚子轴承,采用等径向游隙时,不改变四列轴承承受载荷的比例,但正的径向游隙将减少承受载荷的滚动体个数,单个受载滚动体上承受的载荷增大;负的径向游隙增加承受载荷的滚动体个数,单个受载滚动体上承受的载荷减小;采用不等径向游隙可以减少游隙较大的该列轴承承受的载荷比例,并降低偏载系数.

滚子链耐磨性能的研究

磨损是衡量滚子链产品质量的基本指标，新国际标准ＩＳＯ１０８２３—１９９６所规定的短节距滚子链的额定功率曲线是以磨损失效为基础制订的。通过大量试验研究，摸清了国产滚子链耐磨性能的总体水平和基本规律，指出提高滚子链耐磨性能的重要途径。