球柱联合转盘轴承的寿命特性

为研究球柱联合转盘轴承的寿命特性,建立了轴承的力学模型与疲劳寿命计算模型,采用牛顿-拉弗森方法对模型进行求解,分析了轴承结构参数和工况参数对轴承寿命的影响,结果表明,轴承疲劳寿命随着轴承轴向游隙的增大先增大后减小,随轴向排每列钢球数的增加呈明显上升趋势,随径向排滚子数的增加仅小幅提高,随外载荷作用距离的增加和外载荷的增大明显降低。

基于载荷分布因子的双排异径球转盘轴承力学分析与寿命计算

针对精密惯性导航测试试验转台用双排异径球转盘轴承,建立了轴向载荷和倾覆力矩共同作用下基于载荷分布因子的力学模型。首先,利用转盘轴承的变形协调条件,分别定义了上排沟道和下排沟道的球载荷分布因子,推导出2个载荷分布因子之间的关系;然后,运用转盘轴承的受力平衡条件,建立了利用载荷分布因子表示的平衡方程组;最后,通过遍历搜索,得到给定载荷作用下满足平衡方程组的载荷分布因子,在此基础上,进一步计算得到球载荷分布,利用得到的球载荷计算了多工况作用下的转盘轴承寿命,实现了转盘轴承的选型校核。

掘进机转盘轴承螺栓连接可靠性试验

转盘轴承作为掘进机的重要部件,其连接可靠性直接影响设备整体性能及施工效率。通过对掘进机转盘轴承螺栓断裂状态及裂纹变化趋势的分析认为螺栓松动而无法为被连接件提供有效的预紧力,在掘进机截割过程产生的交变作用力下发生疲劳断裂是螺栓断裂的原因。采用试验的方式,分别从螺栓应变、螺栓预紧力矩以及拧紧工艺等方面对转盘轴承螺栓的拧紧过程进行详细的分析,并根据故障原因给出了提高拧紧力矩,实行快速拧紧和采用施必牢螺纹的解决方案,彻底解决了转盘轴承螺栓断裂问题。

转盘轴承滚道感应加热数值模拟分析

转盘轴承是汽车轮毂中非常关键的部件,承担轮毂的旋转运动与结构的支撑作用。目前普遍使用的转盘轴承滚道感应淬火工艺缺乏规范性指导,感应器没有统一标准,导致产品报废率高。以电磁感应理论为基础,建立转盘轴承滚道感应加热过程的数值模拟模型,研究不同感应器结构在静态与动态感应加热过程中受不同工艺参数影响所造成的温度场分布,并选出加热效果最好的D型感应器。通过提取实验数据与数值模拟结果进行对比,证明了所建立数值模拟的准确性,为实际轴承滚道感应加热过程提供指导意义。

三排滚柱式转盘轴承微动分析

三排滚柱式转盘轴承缓慢摆动时滚子和滚道之间会产生微动损伤,严重时会引发滚道裂纹的萌生、扩展,甚至滚道剥落,加速转盘轴承失效。这里利用非线性弹簧代替滚子的有限元简化方法,对比滚子压缩试验,获得滚子与滚道最大接触载荷,然后建立滚子与滚道接触的局部有限元模型,研究圆柱滚子在微动情况下纯滑动工况、纯滚动工况及滑动-滚动工况的损伤情况,分析摩擦系数和滑动位移对等效应力、交变应力和接触应力影响,为工程实际选型提供参考。

一种门座式起重机转盘轴承健康状态监测指标设计

为能够直观地对门座式起重机转盘轴承的运行健康状态进行评估,结合转盘轴承在运行过程中的低速、重载和非周期性特点,并通过对转盘轴承运行过程中产生的振动冲击信号的特征分析,采用基于局部时域统计特征的计算方法设计一种转盘轴承健康状态监测指标,并通过转盘轴承实测数据进行验证。分析结果表明所设计的监测指标能够有效地区分正常和故障转盘轴承,并且具备一定的定量诊断能力,为转盘轴承的预测性维护提供有力支撑。

甲板克令吊转盘轴承概述

针对甲板克令吊轴承因载荷及环境工况特殊而对设计要求较高的情况,充分分析了甲板克令吊轴承的结构类型及受力特点,对甲板克令吊单排四点接触球轴承、双排接触球轴承及三排圆柱滚子轴承的主参数设计进行了详细介绍;并对轴承材料选择及技术要求、密封结构及技术要求和安全系数设计进行了详细的说明,对甲板克令吊轴承的设计具有重要的借鉴意义。

千吨级起重机用多排滚子组合转盘轴承快拆装结构的承载能力分析

针对千吨级起重机所用快拆装多排圆柱滚子轴承的快拆装结构设计以及销轴选型,无法校核计算保证快拆装结构的安全使用,防止销轴损坏造成千吨级起重机在吊装作业时出现事故。本文主要介绍多排圆柱滚子轴承的快拆装结构的校核计算方法,利用所建立的校核方法计算得出了销轴、底座以及支撑圈的结构强度安全系数,为判定多排圆柱滚子轴承的快拆装结构满足给定应用工况要求的程度提供了依据,以供生产制造厂家参考。

游隙对单排四点接触球转盘轴承载荷分布的影响

游隙是影响滚动轴承性能的一个重要参数。研究了游隙对单排四点接触球转盘轴承载荷分布的影响规律。首先,建立轴承的静力模型并得到一组平衡方程;然后,以两套具有不同几何参数及外部载荷的轴承为例,利用静力模型计算了轴承的载荷分布。结果表明:随着游隙的增大,承担载荷的滚动体数目逐渐减少,受载最大的滚动体载荷也逐渐增大。当游隙往小处取值时,有利于提高轴承的承载能力。

双排四点接触球转盘轴承滚道接触压力分布

双排四点接触转盘轴承通常用于可靠性要求较高的大型机械中,其主要功能是连接2个需要相对回转的大型零部件。静/动承载能力是选择或者设计转盘轴承的基础,滚道接触压力分布规律则是研究转盘轴承静/动承载能力的前提。讨论了一种求解双排四点接触球转盘轴承在任意方向和大小外载条件下滚道载荷分布情况的方法,这种方法综合考虑了转盘轴承的截面间隙、滚珠直径、初始接触角、滚道/滚珠曲率半径比等各种几何参数,适用于优化设计双排四点接触球转盘轴承,以某型号风电变桨转盘轴承为例,运用该方法求解了转盘轴承滚道的接触压力分布。

转盘轴承静载荷承载曲线的精确计算

提出了一种转盘轴承静载荷承载曲线的精确计算方法。以四点接触球转盘轴承为例,通过建立轴承的静力学模型,计算了不同外部载荷条件下轴承的载荷分布;当受载最大的滚动体载荷等于滚动体许用载荷时,利用所对应的外部载荷作为承载曲线上点来绘制承载曲线。计算结果表明:利用这种方法计算出的承载曲线更有利于轴承合理选型及轴承参数优化设计。

四点接触球转盘轴承载荷分布的影响因素分析

四点接触球转盘轴承的载荷分布是其性能分析的重要内容。基于ABAQUS软件,首先建立单个钢球—滚道接触模型,分析了初始接触角及沟曲率半径因数对轴承轴向承载能力的影响;然后建立联合载荷作用下轴承的整体模型,分析了套圈壁厚、游隙及钢球数量对轴承载荷分布的影响。研究结果表明:在保证套圈壁厚的情况下,适当的负游隙及增大钢球数量可使轴承的载荷分布合理,并提高其承载能力。

变位机用转盘轴承的载荷分析与仿真

针对变位机的实际要求,选择4点接触球转盘轴承作为其主要承力部件,简要介绍了转盘轴承的构造、特点及变位机的工作要求,采用载荷叠加法在Matlab中编程计算,得到全载荷状态下当量负荷的分布情况,从而得出转盘轴承工作过程中当量负荷的最大值及其受力最差的位置,通过静力弹性接触理论公式得到此时受载最大的滚动体对滚道的接触应力。在ANSYS中对4点接触球转盘轴承进行有限元分析,得到静力下的应力和变形云图及受载最大的滚动体对外滚道的接触应力。与理论计算结果相比较,验证了有限元分析结果的正确性与可信性。

风电转盘轴承的设计与制造

风力发电机用转盘轴承为一种特大型轴承,主要用于变桨和偏航系统,受载复杂,且拆装维护非常困难,因此风电转盘轴承的设计和制造要求严格。结合国内、外的实践经验和研究成果,论述了风电转盘轴承设计和制造的关键技术,重点分析了风电转盘轴承的选型、寿命预测技术,机加工、热处理技术等,以期对国内风电转盘轴承的自主创新有所帮助。

交叉圆柱滚子转盘轴承的滚子偏载分析及修形

针对联合载荷作用下交叉圆柱滚子转盘轴承的滚子与滚道之间接触应力分布的'偏载效应'和'边缘效应'问题,提出在轴承游隙合理取值的前提下,通过对滚子的修形设计来改善滚子滚道接触状况的有效方法。对轴承的整体力学系统进行建模和求解计算,采用有限长线接触理论研究轴承游隙对滚子偏载的影响。在合理轴承游隙下,研究滚子在不同凸度量时滚子与滚道之间的接触应力分布情况。研究结果表明:滚子偏载后接触应力沿接触线呈现不对称分布,重载端压力增大而轻载端压力减小,并且这一趋势随着轴承游隙值的增大而趋于显著。通过对滚子的适当修形可以改善'偏载效应',并消除'边缘效应'。滚子的凸度量越大,效果越显著,但滚子载荷有向滚子中部集中的趋势。在综合考虑这些影响的基础上确定出联合载荷作用下的交叉圆柱滚子转盘轴承的滚子最佳修形参数。

双排四点接触球转盘轴承载荷分布的研究

变桨轴承和偏航轴承是风力发电机组关键部件之一,通常采用单排或双排四点接触球转盘轴承,运用赫兹弹性接触理论,建立了双排四点接触球转盘轴承力学模型,推导了基于联合载荷(轴向载荷、径向载荷和倾覆力矩)作用下的轴承载荷分布计算公式,并运用数值迭代方法进行求解,最后以某兆瓦级风力发电机双排四点接触球变桨轴承为例,应用该模型进行了转盘载荷分布的数值计算和分析,初步说明该模型的合理性,为风电机组转盘轴承设计和选型提供了可靠地理论依据。

风力发电机转盘轴承微动磨损的试验研究

分析了风力发电机转盘轴承微动磨损的损伤形式以及滚道与轮齿上的微动运行模式。为确定接触角度和材料硬度对转盘轴承微动磨损的影响规律,对GCr15钢球/42CrMo平面试样进行了以平面试样在两种倾角(45°和60°)和两种硬度(58～60HRC和44～46HRC)并有润滑脂参与情况下的复合微动试验。试验结果表明:轴承材料42CrMo在硬度高时减小接触角度,而在硬度低时增大接触角度,可减缓微动磨损损伤;微动磨损程度与两种接触材料的机械性能均相关。

基于EMD-HMM的转盘轴承故障诊断方法

针对转盘轴承故障振动信号非线性、非平稳性的特点,提出了一种将经验模态分解与隐马尔可夫模型相结合的故障诊断方法。首先对故障信号进行经验模态分解,提取固有模态函数的能量作为故障特征向量;然后将故障特征向量输入HMM分类器进行模式识别,输出各状态的似然概率;最后,以最大似然概率所对应的故障状态作为诊断结果。试验表明:该方法能够有效、准确地识别转盘轴承的故障类型,但训练样本数及故障类型数对HMM的诊断精度都有一定的影响。

风电转盘轴承综合性能实验台的研制

风电转盘轴承的质量要求近乎苛刻,而且装机运行后一旦发生故障将导致巨大的经济和社会效益损失,转盘轴承在装机运行前应进行严格的实验,确保转盘轴承装机后能够可靠地运行。目前国内外都很少有能够符合要求的风电转盘轴承实验台,该文从加载、驱动、数采与控制等方面介绍了风电转盘轴承实验台的开发,目前实验台已在相关企业投入实验,效果良好。

转盘轴承实验技术概况及NJUT-I实验系统

转盘轴承设计时通常以普通轴承理论为基础,计算参数则根据大量的实验数据来确定,因此,实验直接决定了转盘轴承设计计算的可靠性和准确性。文章结合国内外转盘轴承及其实验技术发展概况,对性能实验系统的方案进行探讨,并研制了NJUT-I型实验系统。该实验系统主要包括结构本体、液压系统、检测和控制系统,可施加轴向力、径向力和倾覆力矩,开展转盘轴承的承载能力、运转灵活性和寿命等实验项目。可用于转盘轴承质量检验、性能评估、优化设计研究等,对我国转盘轴承行业的发展具有重要意义。