径向游隙对深沟球轴承疲劳寿命影响精细分析

采用Romax Designer工程分析软件,应用ISO/TS 16281寿命计算方法,根据经典的滚动轴承理论,对某风机用电机轴深沟球轴承,在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ISO/TS 16281寿命进行了大量的计算,重点对轴承的疲劳寿命进行了精细分析,分析了径向游隙对轴承ISO/TS 16281寿命的影响。研究结果表明,径向游隙对寿命的影响不仅仅是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;相同工况条件下,存在一个相对最优的径向游隙,由于所研究电机的两个轴承所受载荷不同,因而相对最优的径向游不同。研究结果可为深沟球轴承的优化设计提供参考。

深沟球轴承塑料保持架的联合仿真优化

为改善深沟球轴承塑料保持架的注塑变形问题,以锁口端部收缩值为优化评价指标,采用模流分析对保持架浇口数量、加强筋形状以及玻纤含量进行优化选择,通过Minitab软件设计响应曲面试验并结合分类回归树(CART)模型获得注塑工艺参数的最优预测组合。结果表明,优化后锁口端部收缩值由2.461 mm降至1.092 mm,下降55.63%,保持架注塑变形问题得到明显改善。再基于Helius联合仿真对保持架的熔接痕强度进行分析,将模流分析结果映射到ANSYS并通过结构求解器进行运算,证明了优化后的深沟球轴承塑料保持架无失效风险,熔接痕处强度满足要求。

深沟球轴承织构化滚道表面润滑性能的数值分析

织构化深沟球轴承摩擦副表面的接触形式、织构形态对轴承润滑性能的影响机制尚不明确。为探究微织构对深沟球轴承椭圆接触摩擦副表面弹流润滑性能的影响,基于弹流润滑理论,考虑滚道织构对于摩擦表面间油膜厚度的影响作用,建立一种适用于深沟球轴承的织构化表面接触弹流润滑分析模型。然后,采用多重网格法进行数值计算,根据结果分析不同载荷及卷吸速度下织构深度和半径对接触表面油膜压力和厚度分布的影响规律。结果表明,摩擦副表面的润滑性能随着载荷的增大而变差,随着卷吸速度的增大而变好;织构化表面的流体动压效应则随着织构深度的增加而逐渐增大,随着织构半径的增大而逐渐减小,当典型深沟球轴承的滚道织构深度在1.5~2.7μm,半径在3~7μm范围时,织构化摩擦副表面的润滑性能表现最佳,证明适当的织构型式可有效改善深沟球轴承摩擦副表面的润滑性能。研究织构对深沟球轴承摩擦副表面的润滑特性规律,可以为椭圆接触类型摩擦副的织构化优化设计提供理论参考。

深沟球轴承喷油润滑搅油损失研究

为了揭示喷油润滑时深沟球轴承搅油损失随喷油润滑条件的变化,提高齿轮箱综合传动系统的性能,建立深沟球轴承喷油润滑下的数值计算模型,并用SKF模型进行验证。采用数值模拟和设计正交方案的方法研究喷油润滑时深沟球轴承内部流场运动状态,以及在不同工况参数下深沟球轴承喷油润滑的搅油损失,并通过极差分析和方差分析确定各个因素对轴承搅油损失的影响程度。研究表明:在喷油润滑过程中,外圈表面润滑油体积分数随着润滑油的进入不断提高,并且逐渐趋于均匀稳定,而内圈表面润滑油体积分数则始终很低;喷嘴角度对轴承内部润滑和搅油功率损失影响很大,当喷嘴朝向外圈时,搅油力矩最小,但润滑性能较差,当喷嘴朝向内圈时,润滑性能最好,但搅油力矩稍大;各个因素对轴承搅油损失影响由大到小顺序为节圆直径、转速、喷油压力、喷嘴直径、温度。研究结果对探究深沟球轴承喷油润滑搅油机制和提升车辆传动效率提供了重要的设计和理论参考。

基于粒子群-遗传混合算法的深沟球轴承优化设计

为了提高深沟球轴承的服役性能,提出一种基于粒子群-遗传混合算法的优化设计方法。其以额定动载荷和额定静载荷为目标函数,以滚动体直径、节圆直径、滚动体数目和内外圈滚道沟曲率半径系数为设计变量,基于粒子群算法,引入罚函数和遗传交叉、变异操作,解决带约束优化问题求解和局部最优问题。并以6206型轴承为算例,对优化后的轴承进行应力分析和敏感度分析。结果表明,所提出算法的收敛性能较好、优化能力较强、运算速度较快,优化后的深沟球轴承接触应力下降了31.7%,从而验证了所提出方法的有效性。

深沟球轴承的二次回归通用旋转组合设计

以Romax软件为平台,针对型号为6212的深沟球轴承,采取二次回归通用旋转组合设计方法建立轴承的回归模型;利用回归方程和加权优化算法,对深沟球轴承的双目标参数优化设计,并将优化的结果进行了仿真验证,对比分析发现,寿命和径向刚度的仿真值和预测值比较接近;轴承的寿命和径向刚度随着内、外圈沟曲率系数的增大而降低;内、外圈沟曲率系数fi和fe的交互影响对轴承的径向刚度影响总体大于对寿命的影响,表明优化模型和计算方法正确有效,可用于深沟球轴承寿命和径向刚度的分析和预测。

电动机脂润滑密封深沟球轴承的密封性能

以电动机用脂润滑密封深沟球轴承为研究对象,基于滚动轴承动力学以及流体力学理论建立脂润滑密封深沟球轴承动力学微分方程组,求解多相流模型并分析了轴承结构参数对其密封性能的影响,试验结果表明:润滑脂泄漏速率随着外沟曲率半径增大先减小后增大,随着径向游隙增大而增大,随着保持架兜孔直径、引导间隙增大而减小;密封寿命随着外沟曲率半径、保持架兜孔直径、引导间隙增大而增大,随着径向游隙增大而减小;润滑脂填脂率对润滑脂泄漏速率影响显著,填脂率过大使泄漏加快,填脂率过小易导致球接触区域润滑不良,最佳填脂率为30%,此时密封寿命最长。

航空高速电机用深沟球轴承失效分析

某高速电机用深沟球轴承在工作短时间内出现保持架断裂故障。采用表面形貌观测、断口分析、化学成分分析和试验验证等方法,对故障轴承保持架断裂原因进行了分析。结果表明:故障轴承在过大的轴向力和润滑不足的综合作用下,加速了钢球与滚道间的磨损,使轴承产生运转阻滞,导致钢球对保持架的作用力增大,最终造成轴承保持架在薄弱处断裂失效。本文的研究结果为同类型失效轴承的设计改进和使用提供了指导。

外圈旋转大型深沟球轴承的密封结构设计

针对某机械用大型深沟球轴承污染严重、维护成本高的问题,优化设计了一种新型密封结构,最终优化方案得到了实施。首先对小型深沟球轴承的常规防尘盖和橡胶密封圈结构进行了介绍,总结了其特点并统计了其使用尺寸范围;然后参考常规密封的外圈牙口槽和内圈迷宫型结构,设计了一种非接触式钢板密封结构,应用后未达预期。根据轴承应用中的问题再次优化初步方案,调整了内外挡板位置并增加了O形密封圈,最终方案实施后效果良好,可为中大型深沟球轴承增设密封提供借鉴。

深沟球轴承中球的自转规律研究

建立航空发动机高低压转子系统中深沟球轴承的拟静力学模型,运用Newton-Raphson法进行求解,分析载荷和转速对深沟球轴承内部载荷分布和球自转规律的影响。结果表明:深沟球轴承在转速不高时,径向力的改变对钢球自转角速度的影响不明显,而在转速较高时,随着径向力的增加,钢球自转速度逐渐增大;随着径向力的增加,承载区最外侧钢球的自转角速度比承载区内侧钢球的自转角速度增幅大;随着转速的增加,钢球的自转角速度增加。

基于综合熵权-信噪比的球轴承外圈沟道ELID磨削加工参数优化

为提高球轴承外圈沟道表面的加工质量,实现对电解在线砂轮修整ELID磨削加工试验中摆动参数、磨削参数的精确控制,设计正交试验并基于试验数据建立表面质量与加工参数之间的二阶响应模型和指数回归模型;通过熵权理论确定表面粗糙度与轮廓度的综合权重,最终获得最优加工参数,并结合信噪比的基本特性分析加工参数对表面质量的影响程度。结果表明:指数回归模型对表面粗糙度预测较为精确,二阶响应模型对轮廓度预测较为精确,误差均在5%以下;表面粗糙度、轮廓度综合权重分别为0.4568,0.5432,最优加工参数为摆动幅度11°、摆动速度6°/s、砂轮转速19500 r/min、工件转速50 r/min;加工参数的影响程度由大到小依次为摆动幅度、摆动速度、工件转速、砂轮转速。

基于粒子群算法的深沟球轴承优化设计

以深沟球轴承的额定动载荷、额定静载荷及额定联合载荷为优化目标,以球直径、球组节圆直径、球数、内圈沟曲率半径系数、外圈沟曲率半径系数为设计变量,基于粒子群算法实现了轴承的主参数优化。同时,基于.NET API对AutoCAD软件进行二次开发,实现轴承二维图纸的自动绘制与保存。以6214深沟球轴承为例进行优化设计,优化过程收敛速度快且收敛稳定性高;与网格节点法的优化结果对比表明,基于粒子群算法优化设计后的轴承额定动载荷更高。

基于LS-DYNA的深沟球轴承结构参数影响动态性能的研究

本文基于LS-DYNA创建轴承动力学仿真模型,以6309深沟球轴承为研究对象,考察了该轴承在国标测试工况下结构参数对轴承动态性能的影响规律。首先,研究内圈、保持架的线速度仿真结果并和理论计算结果对比,误差较低,证明了模型的准确性。其次,研究了相同沟曲率、不同游隙对轴承振动趋势的影响,结果表明随着径向游隙的增大轴承的振动加速度逐渐减小。最后,研究了相同游隙、不同沟曲率对轴承结构振动的影响,结果提出了对于内、外圈沟曲率不同组合,轴承振动值较低的优选参考区域。

新能源汽车用高速深沟球轴承保持架设计与验证

高速深沟球轴承广泛应用于新能源汽车驱动电动机及减速箱中,随着新能源汽车的技术发展,对其精度、寿命和可靠性提出了更高的要求。高速深沟球轴承失效的主要形式之一是保持架断裂。系统分析了高速深沟球轴承中保持架的受力来源及对应状态下的应力及应变状态,发现保持架自身离心力是最大影响因素;有针对性地提出了高速保持架设计方案;采用Abaqus及CABA3D进行仿真验证,并通过了台架试验及客户装机测试。研究对高速深沟球轴承的保持架设计、提高轴承可靠性等具有重要借鉴意义。

深沟球轴承保持架铝铆钉双面压铆工艺

针对深沟球轴承用车制实体保持架采用LC3材质铝铆钉单面铆合时易出现原铆钉帽脱落的问题,通过分析铝铆钉的铆合变形机理,提出一种保持架铝铆钉双面铆合工艺。以某型深沟球轴承为例开展铝铆钉双面铆合试验,结果表明:与单面铆合相比,双面铆合时铆钉帽直径散差和高度散差更小,保持架宽度减小量更小;铆钉帽整体组织与铆钉杆组织相同,且未出现环状“V”形缺口。实际加工及耐久性试验进一步验证了双面铆合工艺的有效性,满足了工艺需求。

微型深沟球轴承接触应力数值模拟

微型深沟球轴承广泛应用于小型工业装备、小型回转电机、玩具等相关领域。针对儿童轮滑鞋用608zz微型深沟球轴承,采用Creo软件建立三维实体模型,运用ABAQUS动力隐式算法对轴承接触情况进行了模拟分析,获得了依据实际工况确定的径向载荷及转速情况下的接触应力分布和最大接触应力。结果表明:最大接触应力随径向载荷和转速增加而增大,最大接触力分布在滚动体上,与实际情况一致,可为轴承设计提供参考。

含球面缺陷的深沟球轴承动力学研究

建立了含有球面缺陷的深沟球轴承动力学模型,分析了滚动体在经过缺陷时轴承动力学特性的变化,利用该变化规律得出滚动体通过缺陷的时间,进而计算出缺陷的大小。以6016深沟球轴承为例进行了数值模拟,仿真结果与理论计算基本吻合,说明该方法较为准确、有效。

深沟球轴承剥落故障动力学建模与仿真

在实际工况下,设备的故障信号难以采集且信号特征难以提取,使得机械故障诊断缺少数据。为解决这一问题,采用动力学仿真的方式获取更多具有特征的数据,利用模拟仿真的数据实现小样本数据诊断。基于Hertz接触理论,引入轴承故障的结构几何参数,建立四自由度单点故障的动力学模型,仿真并分析轴承外圈和内圈剥落故障时的系统振动信号并获得相应故障特征。通过对比凯斯西储大学的实验信号,所建模型的正确性得以验证。

特大型深沟球轴承套圈沟道位置的精确测量

特大型深沟球轴承内圈或外圈沟道位置尺寸变动量直接影响成品装配高和旋转精度。本文介绍了一种特大型深沟球轴承内圈或外圈沟道位置测量装置,该装置包括千分表、标准位置样板组件和标准钢球。标准位置样板组件包括端面定位板、千分表支撑板、定位螺栓和紧固螺栓。本装置利用千分表检测代替旧有的位置样板粗略评估方法,对产品合格率做严格的定量评估,为有效控制产品质量,提供了准确轻便的测量方法。

基于MATLAB深沟球轴承接触疲劳寿命计算系统

针对深沟球轴承接触疲劳寿命计算繁琐的问题,用轴承寿命公式求得深沟球轴承接触疲劳寿命,在考虑轴承载荷性质、可靠性、温度、润滑条件和清洁情况等因素的基础上,求得准确的轴承修订额定寿命。利用MATLAB的GUI模块开发深沟球轴承修正额定寿命计算系统,设计轴承寿命计算界面,只需输入所需参数,即可精确求得轴承接触疲劳寿命和修订接触疲劳寿命,减少计算时间。