轴承滚珠表面二维异质纳米复合涂层制备及固体超润滑研究

目的针对工程规模生产的二维异质纳米粉体因强边缘效应和摩擦导致的复杂接触重构等问题,提出一种利用二维异质纳米粉体实现宏观超润滑的策略,分析摩擦界面二维材料的复杂接触重构现象,推动二维异质纳米粉体宏观超润滑的工程应用。方法通过掺入石墨烯边缘氧,削弱二维纳米材料边缘钉扎效应,促进二维异质纳米粉体发生异质结转化,并控制同质结-异质结转化,实现载荷和速度可调的宏观超润滑。结果相较于无氧掺入体系,石墨烯边缘氧可以诱导二维异质纳米片(石墨烯、MoS2)在轴承滚珠表面的分层组装和充分混合,制备出大量纳米尺度同质结和异质结共存的复合涂层。当与无定形碳薄膜组成摩擦副时,二维纳米复合涂层实现了载荷和速度可调的宏观超润滑(摩擦因数低至0.007)。分子动力学模拟结果显示,石墨烯边缘原子的活性较高,容易发生层间化学作用和边缘钉扎效应,而边缘氧钝化后可以有效削弱边缘钉扎效应。结论通过引入石墨烯边缘氧钝化技术,可以有效削弱边缘钉扎效应,促进二维异质纳米粉体到异质结的转化,调控同质结-异质结的转化,实现宏观超润滑,这为结构超滑的规模放大和工程应用提供了重要的技术途径。

Volterra核函数法在轴承滚珠磨损中的特征提取及应用

针对滚动轴承滚珠磨损故障特征难以提取的问题,提出一种基于多脉冲激励法下的Volterra级数核的求解算法.该方法是一种非线性系统模型的"交叉"诊断法,利用轴承系统输入输出的采样信号,建立Volterra非线性辨识系统模型,并运用多脉冲激励Volterra低阶核求解算法,将得到的低阶核通过时域和频域进行对比来判断轴承当前所处的运行状态.该文以无心车床主轴轴承为例进行实验验证,并与传统的小波分析法对比得出:多脉冲激励法能够方便准确地提取轴承的故障特征,该方法对此类故障的诊断具有一定的借鉴意义.

增强MCKD和增强EWT的轴承滚珠微弱故障检测

针对噪声环境下轴承滚珠振动信号传递路径长、特征微弱等特点,提出一种增强经验小波变换(EEWT)和增强最大相关峭度反卷积(EMCKD)相结合的轴承滚珠微弱故障检测方法。首先,针对最大相关峭度反卷积(MCKD)参数难以选取的问题,提出一种功率谱熵评价准则的MCKD参数自适应选取方法,使用网格搜索法对参数进行寻优,利用EMCKD对信号进行初次降噪;其次,针对经验小波变换(EWT)的过分解问题,提出一种信号频谱有效边界划分方法,利用EWT将信号分解为调幅-调频分量(AM-FM);最后,利用分量筛选指标对主要AM-FM分量进行重构并进行功率谱分析,从而实现滚动轴承滚珠微弱故障故障检测。试验结果表明,EMCKD-EEWT方法可有效提取滚动轴承滚珠的微弱故障特征,准确检测滚珠故障。

基于图像处理的轴承滚珠表面缺陷检测研究

滚珠表面缺陷主要有凹陷、刮痕、生锈及金属疲劳产生破裂,陶瓷滚珠主要应用于精密工业中高速电主轴轴承的制造,一颗质量良好的滚珠对产品寿命有决定性影响,滚珠表面缺陷也成为需要精密检测的产品。因滚珠体积微小且为球形构造,对于微小的表面缺陷不容易检测,因此研究采用步进马达驱动检测机构结合图像处理的方法,利用CCD连续取像检测,以降低检测漏检率。

轴承滚珠按直径分组自动分选

本文以精确测量轴承滚珠直径为例 ,介绍了采用驱动电缆技术的运算电容法的测量原理 ,并提出了按直径分组自动分选轴承滚珠的具体方案。

轴承滚珠面型误差激光干涉测量系统的研究

在以激光干涉方法进行轴承滚珠面型误差测量时,为避免特制参考标准球面镜自身球度误差对测量结果的影响,提出了一种以平面镜代替球面镜的泰曼-格林轴承滚珠面形误差干涉测量方法,并设计了相应的测量系统。该方法基于相移干涉原理,通过计算机控制压电晶体使参考平面镜获得固定步数的位移,以获得多幅干涉图像,使用电荷耦合图像传感器(CCD)对得到的干涉图像进行采集,系统对获取图像进行相位提取解包裹运算以得到球面的面型误差。对于测量中由轴承滚珠定位精度而引起的离焦、倾焦调整误差,采用泽尼克多项式波面拟合的方法来消除其对测量结果的影响。实验表明,该系统的测量结果与ZYGO干涉仪所得到的结果相比较,峰峰值相差0.001 6λ,均方根误差相差0.004λ,能够有效地对轴承滚珠面型进行检测,且测量结果具有较高的可靠性。此外,该方法还可进一步推广应用于其他需要进行圆球度测量的领域,具有广泛应用前景。

坯料高径比与飞边尺寸对轴承滚珠模锻成形过程影响的数值模拟

开式模锻过程中,高径比与飞边尺寸对变形过程的影响极大。采用SIMUFACT软件,对直径为22.225 mm的轴承滚珠零件模锻成形进行了有限元模拟,对不同的高径比和飞边尺寸的锻造变形过程进行了研究。结果表明,轴承滚珠模锻的合理高径比范围为1.8～2.2;飞边宽度不变时,随着飞边厚度增加,变形力变化不大;飞边厚度不变时,随着宽度增加,变形力与宽度呈正比例上升。

基于QHC的轴承滚珠表面缺陷分类

针对轴承滚珠表面缺陷分类问题,提出了一种分位数超球体分类器(QHC)。QHC继承于分位数超球体数据描述(QHDD)模型抗特征噪声样本的属性,并通过引入负类样本解决分类问题。同时,QHC通过引入的代表样本和聚集度信息来抑制标签噪声样本和强化重要样本的作用。最后,对六种轴承滚珠表面缺陷进行分类实验。实验结果证明,新提出的QHC在抗噪声影响、分类精度和分类效率上都具有良好的性能。

一直坚持采用传统滚珠轴承的德国唱臂品牌 Thomas Schick

创办人兼设计师Thomas,使用自己的名字Thomas Schick作为品牌,在德国设计和生产黑胶唱臂已有一段相当长的时间。他认为在上世纪五、六十年代,是黑胶唱片盛行的关系,因此有不少的经典唱盘制作出现,直到现在,仍有一定数量的经典唱盘在市场上流传。由于是已停产多时的器材,因为某些技术和物料的缺乏。

航空发动机高速滚珠轴承力学特性分析与研究

滚动轴承是航空发动机转子系统广泛使用的一种支承,其结构和力学特性对转子系统的动力特性有重要的影响,尤其是高速下更为显著。研究高速滚动轴承的力学特性具有十分重要的意义。本文利用拟动力学法,同时考虑径向负荷、轴向负荷、自身离心力以及陀螺力矩作用的影响,建立了高速滚珠轴承载荷分布的分析模型。研究了不同结构参数和载荷参数对滚珠轴承力学特性的影响,得到了滚珠轴承接触角、变形以及接触刚度的变化规律。最后,通过实验进行了验证。

滚珠轴承力学模型的数值求解方法研究

根据Hertz接触理论和刚性套圈理论,建立了角接触滚珠轴承的拟静力学模型,得到了针对该模型的非线性方程组。针对传统Newton-Raphson迭代方法对所建立的非线性方程组求解过程中的不收敛和振荡问题,提出了减少非线性方程和引入迭代步长调节因子的方法。通过对迭代变量几何意义、物理意义的研究,提出了一种对迭代变量进行约束的方法来解决迭代算法中初始变量难以确定的问题。最后分别将改进后算法的计算结果与SKF公司TABACY方法的计算结果和轴承加载实验结果进行对比,验证了算法的正确性。结果表明:选取合适的步长调节因子和对一些变量施加约束能在保证计算结果正确性的前提下,提高非线性方程组求解的收敛率和效率。

高速滚珠轴承动态特性求解的沟道控制理论修正

从滚珠轴承高速运转时滚动体(钢球)与内、外沟道接触存在旋滚比出发,分析了高速滚珠轴承动态方程组沟道控制理论的不足。在根据滚动体所受内外圈摩擦力与陀螺力矩相平衡的关系得出的内外沟道控制参数表达式中,引入滚动体与沟道之间摩擦因数的半经验公式。为避免沟道控制理论的不足,滚动体姿态角的计算采用了按照达朗伯原理推导的计算公式,取代了由沟道控制理论得出的姿态角。使得摩擦因数和姿态角的计算同时耦合了滚动体法向载荷的影响而最终成为与方程组同时迭代的变量,并给出了迭代算法,实现了两者的精确表达和精确计算。最后通过算例比较了两种方法的区别,说明了本文方法的计算结果更加精确,适合于现代轴承分析与设计的精确化要求。

双层滚珠轴承的载荷分布研究

针对双层滚珠轴承载荷分布问题进行了研究。由于传统理论计算方法中关于刚性套圈的假设和Hertz接触理论半无限空间的边界条件并不完全符合实际情况,因此计算结果与实际情况有一定的误差。基于有限元分析方法,提出了对滚珠进行映射网格划分以及对接触区域网格进行局部加密的方法,分析了在一定载荷作用下滚珠与套圈沟道的接触应力以及弹性变形,并将有限元法分析结果与Hertz理论求解结果进行了比较,最后对计算结果进行了实验验证。

混合式陶瓷轴承的研制及其台架试验研究Ⅱ．滚珠轴承的运行和润滑试验

混合式陶瓷轴承的性能优异，是一种应用前景十分广阔的新型高速轴承。但是，目前对其研究还不够充分，特别在这种轴承的润滑试验研究方面几乎还是个空白，因此，对混合式陶瓷轴承进行了运行和润滑试验，并且利用扫描电子显微镜对试验后的陶瓷球表面进行了观察。在同种润滑剂润滑下的温升对比试验表明，陶瓷球轴承的温升比钢球轴承的低，可见前者的高速运行性能比后者的好；在其它试验条件相同的情况下，利用２０＃机械油和含３％（ｗｔ）超细石墨金刚石粉的２０＃机械油等６种润滑剂分别进行的润滑试验表明，润滑剂的粘度越大，陶瓷球轴承的温升越高；纯水对陶瓷球轴承的润滑性能良好，利用其润滑时的轴承温升很低。这种结果除与水的粘度非常低有关以外，还同Ｓｉ３Ｎ４陶瓷与水发生的摩擦化学反应有关。扫描电子显微镜观察发现，在含３％（ｗｔ）超细石墨金刚石粉的２０＃机械油润滑下，试验后的个别陶瓷球表面有相当深的麻坑出现，这是陶瓷球毛坯内部气孔等缺陷经过金刚石微粉“抛光”作用而显露出来的结果。

小波变换在滚珠轴承故障特征提取中应用

分析了小波变换的时频特性，给出了二进离散小波变换的快速算法。利用小波变换，成功地提取了混入在转速信号中的微弱滚珠轴承故障信号，实现了傅立叶变换难以实现的功能。

燃气轮机滚珠轴承失效分析

某型船用主动力系统滚珠轴承在试车过程中发生滚珠断裂。采用化学成分分析、硬度测试和金相检验等方法对断裂的滚珠进行了分析。结果表明,该滚珠的材料硬度偏高,不符合订货技术要求;同时组织中存在超标的脆性夹杂物,这些均引起材料的缺口敏感性,最终导致滚珠在运行过程中发生脆断。

原始组织对滚珠轴承钢激光相变硬化的影响

本文通过实验研究分析了调质和球化退火两种不同原始组织的滚珠轴承钢 ,经激光相变硬化后 ,其表层硬度、硬化层深度及显微组织的差异 。

深沟滚珠轴承用非接触式新型橡胶密封圈的设计

本文从深沟球轴承非接触式橡胶密封圈的作用和特点出发,基于非接触式密封轴承泄漏量公式的基本原理,并综合考虑了密封圈的加工、密封、防尘、磨损、装配等因素,对密封圈的结构进行了系统的分析。最后,给出一种最为合理的新型橡胶密封圈的结构设计,并概括了这种密封的优点。

航空发动机滚珠轴承轴向载荷的间接测量方法

航空发动机滚珠轴承轴向载荷对发动机结构设计有重大影响。本文提出一种基于轴向载荷计算方法的滚珠轴承轴向载荷间接测量方法,通过实时测量并计算盘腔、流道的轴向力来实现滚珠轴承轴向载荷的间接测量。该方法可实时测量,操作简单,精度可控,优点突出。与弹性环测量方法进行的试验对比表明,轴向载荷间接测量方法测量结果真实可信。

基于ANSYS Workbench的滚珠轴承的静强度分析

滚珠轴承是滚动轴承的一种,将球形合金钢珠安装在内钢圈和外钢圈的中间,以滚动方式来降低动力传递过程中的摩擦力和提高机械动力的传递效率。滚珠轴承不能承受较大的重载荷,在轻工业机械中较常见。对于滚珠轴承的静强度分析尤为重要。