考虑滚动体滑移的全陶瓷角接触球轴承非线性动态特性分析

为了探究陶瓷滚动体发生滑移运动时全陶瓷角接触球轴承的动态特性,建立了滚动体与轴承外圈的接触模型,计算了滑移情况下的接触参数。在此基础上建立了考虑滚动体滑移行为的全陶瓷角接触球轴承动力学模型,通过模型的计算结果分析了轴承系统的振动特性和周期规律。由模型计算结果可知,滚动体发生滑移运动时接触变形和接触面积随载荷的增大而增大,然而接触变形远小于正常接触时的情况,接触面积大于正常接触时的情况。搭建了轴承转子试验台进行振动试验,在试验工况条件下得到的全陶瓷轴承振动幅值与模型计算的结果平均误差仅为0.68%,证明了模型的准确性。该研究为全陶瓷角接触球轴承的接触机理研究和动态特性分析提供了一定的理论依据。

滑动效应对球轴承滚动体缺陷频率影响的研究

在弹流润滑作用下,球轴承滑动效应引起的滚动体缺陷频率低于理论值,不利于对球轴承进行故障诊断,为此,建立了一种考虑弹流润滑作用下球轴承滑动效应的轴承动力学模型,研究了球轴承滑动效应对滚动体缺陷频率的影响。首先,基于轴承动力学理论和弹流润滑理论,分析了球轴承内各部件间的等效刚度与等效阻尼;然后,根据部件间受力关系,建立了考虑滑动效应的含滚动缺陷故障轴承动力学模型;最后,分析了弹流润滑作用下轴承滚动体与轴承内外圈间的滑动效应,获取了滑动效应对滚动体缺陷频率的影响,并通过试验对模型的正确性进行了验证。研究结果表明:由于球轴承滑动效应的存在,滚动体缺陷频率约为理论值的93.6%;通过增大载荷可抑制滑动效应对滚动体缺陷频率的影响,滚动体缺陷频率约为理论值的96.3%,但由于滑动效应始终存在,滚动体缺陷频率始终低于理论值。该研究结果为弹流润滑作用下球轴承的打滑抑制与故障诊断提供了参考依据,丰富了轴承故障动力学建模理论。

滚动体直径误差对轴承噪声特性影响的实验研究

滚动体在加工制造过程中往往受研磨设备的精度、磨盘参数及沟槽形状、加工参数(压力、转速等)和“误差复映”现象等因素的影响而存在一定的直径误差,且在轴承装配时可能将具有不同直径误差的滚动体混装,故研究滚动体直径误差对轴承噪声的影响具有重要意义。以D17621N4Q型双半内圈角接触球轴承为例,通过设计实验采集在不同直径误差和排布方式工况下的噪声信号,分别提取信号的有效声压和小波包-AR能量熵两个特征参数,从噪声信号的强弱和混乱程度两个角度进行分析。实验结果表明:误差滚动体的大小、个数以及不同的排布方式都会对滚动轴承的噪声特性造成一定规律的影响,对误差滚动体进行合理排布,能有效降低滚动轴承的运转噪声。

滚道控制理论与滚动体姿态角的确定

滚道控制理论用于求解滚动体姿态角 ,该理论存在着一些不足 ,基于这一理论 ,人们对姿态角并不能得到一个清晰的认识。通过对球轴承滚动体平衡条件的分析 ,建立了新的姿态角计算方法 ,与滚道控制理论相比 ,新的方法能够适用于高、中、低各种转速 ,由于源于力学分析 ,因而计算比较合理 。

有局部缺陷的滚动体中介轴承动力学建模及仿真研究

在考虑径向间隙及滚动体缺陷通过内、外圈时接触变形量发生变化基础上,建立两种支承形式下滚动体含单一故障缺陷的中介轴承动力学模型。对比研究不同支承形式及内、外圈不同旋转方向对中介轴承振动影响。结果表明,采用内圈支承于高压转子、外圈支承于低压转子结构振幅大于内圈支承于低压转子、外圈支承于高压转子结构;内、外圈同向旋转振幅大于反向旋转;内、外圈反向旋转冲击振幅小不利于发现故障,反向旋转时缺陷冲击滚道频繁,同等运行条件下,反向旋转中介轴承潜在危险更大;保持架旋转频率为中介轴承振动信号的主要调制频率,且内、外圈反向旋转较同向旋转调制效果更强烈。

局部点蚀故障滚动体的滚动轴承动力学模型研究

现有的滚动体故障模型是理想化的,即把滚动体局部点蚀故障当作矩形缺口处理,滚动体缺陷与内、外圈滚道接触产生碰撞时,变形量瞬间全部释放,离开的瞬间变形量重新恢复。针对以上存在的问题,分析了具有滚动体局部点蚀故障的滚动轴承的实际运转状态,提出了滚动体故障渐变模型,探索了滚动体故障经过内、外圈时变形量的释放变化规律,给出了渐变释放的变形量的计算方法,建立了含滚动体点蚀故障的滚动轴承动力学渐变模型。通过仿真和实验分析,得到了滚动体局部单点故障的特征频谱,证实了当滚动体存在局部故障时所建的模型的正确性,为有效地诊断滚动轴承故障提供了理论支撑。

空心圆柱滚动体接触状况的分析研究

对空心圆柱滚动体的接触状况进行了数值计算与分析研究．结果表明：在应用载荷范围内，空心圆柱滚动体的接触半宽与实心滚动体的相比变化不大，因而空心圆柱滚子轴承接触疲劳寿命的影响因素主要不是接触变形，而是弯曲应力使接触表层应力分布发生的变化；在空心度小于７０％的情况下，最大切应力和最大正八面体切应力都降低，轴承的接触疲劳寿命提高．

铁路重载货车轴承滚动体温塑性成形研究

由温塑性成形工艺来生产铁路重载货车轴承滚动体 ,有利于提高零件的抗疲劳强度和生产效率 ,除低原材料消耗。温塑性成形是实现少无切削的有效途径。本文介绍了 197730轴承滚动体的研制过程及主要工艺参数的确定。

新型深穴滚动体轴承的设计概念及其有限元分析

提出一种新型滚动轴承——深穴滚动体轴承。有限元分析表明这种新型轴承有和对数曲面滚子轴承一样的优越性能——能避免滚动体两端的边界应力集中,即可克服“边缘效应”。与对数曲面滚子轴承相比,这种深穴滚子轴承还具有其它良好的性能,如材料省、重量轻,减少了外圈所受的离心力和对加工精度不敏感等。因此,这种新型轴承有望成为工程中的一种具有良好应用前景的高承载能力长寿命的轴承。

Zr基大块非晶合金制备轴承滚动体的应用研究

用Zr 基大块非晶合金制备了2206 型号轴承的滚动体。采用大载荷高速转动试验,进行了快速轴承疲劳寿命测试。结果显示,Zr 基大块非晶合金轴承滚动体与GCr15 轴承合金滚动体相比,轴承的失效形式不同,Zr 基大块非晶合金轴承滚动体的耐磨性明显优于GCr15 轴承合金滚动体。

高速列车轴箱轴承多故障滚动体振动模型及其缺陷定位方法

针对传统时域分析方法识别滚动轴承故障滚动体数量和相位信息容易失效的问题,建立了存在多个故障滚动体的滚动轴承振动模型,并提出了基于包络谱和卷积平均思想的故障滚动体定位方法。所提模型综合考虑了包括轴承几何结构、轴转速、轴承载荷分布、传递函数、振动的指数衰减和滚动体随机滑动等多个因素。结合所提模型,推导出不同滚动体缺陷激发的最大冲击的时间间隔受缺陷在滚动体上的位置分布的影响,导致该时间间隔存在较大波动。阐述了传统时域分析中,采用最大冲击间隔定位故障滚动体容易失效的原因。应用高速列车轴箱轴承试验数据验证了所提模型的准确性和所提缺陷定位方法的有效性,结果表明,所提模型对理解滚动体故障轴承的振动机理和对设计具体的分析和诊断工具有所帮助,所提缺陷定位方法能有效识别故障滚动体的数量和间隔信息,相比传统时域分析方法,缺陷定位的效率和抗噪声干扰能力得到了显著提高。

滚动体在倾斜平面上的运动分析

分析了滚动体（球形或圆柱形农业物料）在倾斜平面（固定的或匀速运动的斜面）上的可能运动，指出了产生不同运动的条件，并以此作为对文献［１］的补充和修正。

圆柱滚子轴承滚动体新的修形曲线

基于对传统修形理论的认识,用有限元方法对滚动轴承进行分析,提出了新的修形方法,获得了滚动体新的修形曲线,并给出新的修形曲线的一个算例,有限元分析表明,指数曲线与对数曲线一样,可以避免滚子两端的边界应力集中。

基于多失效模式的轴承滚动体可靠性模型

基于轴承滚动体接触疲劳寿命概率分布服从Weibull分布和Miner累积损伤理论的失效依据,提出滚动体接触疲劳累积损伤的可靠性预测模型;同时以滚动体心部应力为失效依据,导出滚动体可靠性模型,综合考虑滚动体多失效情况,提出一种新的基于多失效模式的轴承滚动体可靠性模型。最后用实例说明了应用该模型预测轴承滚动体可靠度的方法。

深沟球轴承滚动体误差对应力变化规律的影响

以深沟球轴承为研究对象,通过力学研究,建立了一种能够在考虑滚动体误差情况下的滚动体与滚道间接触应力及轴中心轨迹的计算模型。通过数值编程,应用一组算例,系统研究了滚动体发生误差时对内外圈接触应力和轴心轨迹的影响规律,绘制了最大接触应力、平均接触应力、轴心轨迹的变化曲线,并加以分析说明。

非稳态弹流润滑状态下滚动体-滚道摩擦副的动力特性研究

针对滚动体-滚道摩擦副,建立了点接触非稳态弹流润滑数学模型,利用FFT技术和半解析算法数值求解了接触体在自由振动过程中油膜压力和膜厚的变化,同时结合有阻尼系统的自由振动模型,给出了预测点接触摩擦副动力特性的方法,在较宽的载荷和速度范围内分析了接触副的等效刚度系数和阻尼系数的变化.结果表明:根据接触副的实际工作载荷和速度所确定的无量纲自然频率来进行非稳态弹流的计算所得到的膜厚结果更接近实验值;在接触体的振动过程中油膜的压力和厚度在平衡位置附近上下波动,且由于润滑油膜的作用接触体的振动幅值逐渐减小;刚度系数随载荷参数的增加而增加,随速度参数的增加而减小,而阻尼系数的变化规律较复杂,在不同的载荷和速度范围内呈现出不同的变化趋势.

滚动体几何相似条件在轴承边界元法中的应用

滚动轴承作为多物体接触系统,具有高度的非线性。为了求解滚动轴承的三维载荷分布,考虑所有滚动体的形状和边界条件相同,利用几何相似条件通过初始位置滚动体的离散模型,得到其他滚动体的离散数据。将所有滚动体看作是一个物体,轴承系统可以用3个物体无摩擦接触边界元法进行模拟计算。考虑全部滚动体作为一个整体的特殊性,叙述了边界积分方程和耦合的矩阵方程的建立,编制了基于滚动体几何相似条件的轴承边界元法Fortran源程序。利用该程序对轧机四列圆锥滚子轴承进行数值模拟,得到轴承的接触压力和载荷,滚动体接触宽度和接触滚动体个数,并说明了方法的有效性。

基于振动信号的深沟球轴承滚动体故障诊断研究

目前针对滚动轴承内、外圈故障的诊断方法较为有效,但难以诊断滚动体故障。针对这种情况,利用时域统计参数(有效值、峭度、脉冲因数、裕度因数)与Hilbert包络谱两种方法,对不同转速、负荷和故障程度情况下滚动体故障与正常状况的振动加速度数据进行比较分析,得出了滚动体故障难以诊断的原因,并给出了解决方法。

圆柱滚子轴承滚动体修形技术的研究

分析了传统的滚动体修形的特点,提出了新的修形方法,根据新方法获得了新的修形曲线。有限元分析表明,新的修形曲线与对数曲线一样,可以避免滚子两端的边界应力集中。用新的修形方法还可以对滚子进行非对称修形,从而克服了对称修形无法避免的由偏载产生的“偏载效应”。

陶瓷滚动体的接触疲劳

探讨了氮化硅陶瓷滚动体的接触疲劳机理，结果表明，陶瓷材料的接触疲劳仍是疲劳裂纹的形成与扩展过程，但裂纹形成机理不同于金属材料，其累积损伤的具体形式是局部高应力区内的微裂纹。降低表面粗糙度，倒角处采取圆滑过渡可以提高滚动体的接触疲劳寿命。