外圈与轴承座配合间隙对齿轮-轴-轴承系统振动性能的影响

齿轮-轴-轴承系统是现代机械工业常用的传动机构。当轴承外圈与轴承座出现配合间隙时,传动系统会产生复杂的振动响应,使运行状态识别变得十分困难。建立了36自由度的齿轮-轴-配合间隙轴承系统动力学模型,该模型结合齿轮副系统和轴承系统,考虑了配合间隙引起的碰摩;并通过Hertz理论中的非线性接触和库仑摩擦模型计算了轴承外圈和轴承座之间的接触力。结果表明,当轴承外圈与轴承座之间产生配合间隙后,传动系统的时域响应受到轴承外滚道故障频率的调幅,配合间隙越大,调幅现象越严重;由于衰减次数的增加,响应频谱上出现齿轮副和轴承的超谐波频率,传动系统的超谐波响应被激发;随着轴承外圈配合间隙的增加,更高阶的超谐波响应会被激发。最后,通过实验验证了所建立模型和对既得结果分析的正确性。

轴-轴承系统动力学摩擦学弹性力学耦合分析

采用动力学仿真软件ADAMS和有限元分析软件ANSYS,结合手工编程的方法,研究了变载荷作用下轴-轴承系统动力学、摩擦学、弹性力学(轴的刚度和强度)耦合分析问题,重点讨论正弦载荷作用下轴-轴承系统的共振响应和考虑动态油膜压力分布时的轴颈表面动应力计算。计算结果表明,动应力在轴颈表面沿轴向和周向的分布与油膜压力沿轴向和周向的分布密切相关;动应力随时间的变化与轴-轴承系统的动力学响应密切相关。

变载荷作用下轴-轴承系统动力学行为研究

以普通轴 轴承系统为研究对象,采用数值仿真方法研究了轴 轴承系统在冲击载荷、正弦载荷、旋转载荷等变载荷作用下系统动力学响应,发现变载荷作用下的普通轴 轴承系统也存在共振行为,并提出了轴 轴承系统两种共振频率的确定方法。分析结果表明:轴 轴承系统的自然频率与轴颈转速、轴承间隙和润滑油粘度有关;当外载荷作用频率与轴 轴承系统自然频率相同时,系统将产生共振;共振时轴承的最大油膜压力显著增大,而最小油膜厚度显著减小。

冲击载荷作用下计入轴倾斜的轴-轴承系统动力学摩擦学行为研究

以多柔体动力学分析为基础,通过ADAMS与Matlab联合仿真,研究在冲击激励力作用下计入轴受载变形倾斜时弹性轴-轴承系统的动力学和摩擦学行为。得到的主要结论是:间隙较大时,轴-轴承系统发生自激振动;计入轴受载变形倾斜,轴承的最大油膜压力大幅度上升,最小油膜厚度大幅度下降。

计入轴倾斜时轴-轴承系统跨学科耦合分析

采用动力学仿真软件ADAMS和有限元分析软件ANSYS,辅以手工编程的方法,研究了变载荷作用下轴-轴承系统动力学、摩擦学、刚度和强度耦合分析问题的建模和求解,着重讨论轴受载变形倾斜对轴-轴承系统动力学行为、轴承的摩擦学特性和轴颈表面动应力的影响。耦合分析计算结果表明:动应力在轴颈表面沿轴向和周向的分布与油膜压力沿轴向和周向的分布密切相关;动应力随时间的变化与轴-轴承系统的动力学响应密切相关。轴倾斜使得轴-轴承系统的动力学响应、润滑性能以及轴颈表面动应力发生改变。

基于摩擦学特性和轴倾斜的轴-轴承系统动力学问题探讨

以弹性轴的多柔体动力学理论为基础,通过ADAMS软件进行动力学仿真,解决了考虑轴承摩擦学特性和轴受载变形倾斜时弹性轴-轴承系统在正弦激励力作用下的动力学求解问题。得到的主要结论是:考虑轴倾斜时一阶固有频率略有下降,二阶固有频率略有上升;二阶共振时振动幅度增大;最小油膜厚度减小,最大油膜压力上升。传统的避开共振频率的设计方法仍然是减小最大倾斜角发生的有效方法。

计入轴倾斜的轴-轴承系统动力学行为研究

以弹性轴的多柔体动力学分析为基础,通过ADAMS与MATLAB联合仿真,解决了计入轴倾斜时弹性轴-轴承系统在正弦和冲击激励力作用下的动力学和摩擦学求解问题。主要结论是:考虑轴倾斜时,轴-轴承系统一阶固有频率略有下降,二阶固有频率略有上升;动力学响应幅度增大。

计入轴倾斜时轴-轴承系统动力学摩擦学耦合分析

探讨了变载荷作用下计入轴倾斜时轴-轴承系统动力摩擦学耦合问题。以弹性轴多柔体动力学分析为基础,通过ADAMS与MATLAB联合仿真,解决了考虑轴倾斜时弹性轴-轴承系统在正弦激励力作用下的动力学求解问题。得到的主要结论是:考虑轴倾斜时一阶固有频率略有下降,二阶固有频率略有上升;共振时振动幅度增大,最小油膜厚度减小。分析计算轴-轴承系统的动力学和摩擦学特性时,计入轴的受力变形倾斜对于提高其分析计算的准确性和可靠性是十分重要的。

计入轴承间隙时轴-滚动轴承系统动力学行为研究

以6310轴承和轴组成的轴-滚动轴承系统为研究对象,研究变载荷作用下计入轴承间隙时轴-滚动轴承系统动力学问题。首先利用Hertz公式和静不定问题的解法(力法)推导出滚动轴承受力与变形关系的计算公式并得到数值解,再以整个轴-滚动轴承系统为研究对象,利用ADAMS动力学仿真软件进行动力学仿真。研究了变载荷作用下刚性轴-滚动轴承系统、弹性轴-滚动轴承系统的幅频特性和动态响应,着重讨论轴承间隙对轴-轴承系统动力学性能的影响。计算结果表明,轴的弹性和轴承间隙对轴-轴承系统的动力学性能影响很大,轴-轴承系统为非线性动力学系统,并随轴承间隙的增加而增强。

变载荷作用下轴-滚动轴承系统动力学仿真

讨论了变载荷作用下轴-滚动轴承系统动力学问题.利用Hertz公式和静不定问题的解法(力法)推导滚动轴承受力与变形关系的计算公式并得到数值解,以整个轴-滚动轴承系统为研究对象,利用ADAMS大型动力学仿真软件进行动力学仿真.以6310轴承和某试验台轴组成轴-滚动轴承系统为研究对象,研究了变载荷作用下刚性轴-滚动轴承系统、弹性轴-滚动轴承系统的幅频特性和变载荷作用下的动态响应.

气浮轴承-转子系统振动特性实验研究

针对高速气体润滑轴承-转子系统存在低频振动现象,考虑气膜压力与弹性支承对轴系振动特性的影响,开展低频振动特性实验研究。采用了轴系模态分析方法,得到不同轴承供气压力下的转子的模态固有频率,采用非线性测试及分析方法,研究了低频振动及其抑制后的轴心轨迹、频率耦合三维谱图、频谱图和分岔图等非线性特征,结果表明:基础下加硅胶垫后,能够降低转子通过临界转速的幅值,推迟低频振荡的发生。

弹性轴轴承系统动力学行为研究

以弹性轴的多柔体动力学分析为基础,通过ADAMS与Matlab联合仿真,研究了弹性轴轴承系统在径向正弦载荷作用下的动力学特性。研究表明,在所研究的频率范围内,弹性轴轴承系统存在两阶自然频率。其一阶频率与轴承的动力学特性有关,而二阶频率则取决于弹性轴的动力学特性。在二阶频率的正弦载荷作用下,弹性轴轴承系统的最大油膜压力远大于刚性轴轴承系统,而其最小油膜厚度则远小于刚性轴轴承系统。

核电站低压安注泵轴-散热器-轴承系统的热平衡分析

为保证核泵轴承安全可靠地工作,泵转子与轴承之间的转轴上设置有散热器,以降低轴承的工作温度。采用局部热平衡计算方法,建立了核泵轴-散热器-轴承系统的热计算模型。采用VC语言编制了计算程序,对轴-散热器-轴承系统进行了热平衡计算,获得了温度沿转轴的分布,分析了散热器结构对轴承工作温度的影响。计算结果表明,在轴-散热器-轴承系统中,散热器对轴向传热量影响较大,但设置轴上的散热器对轴承工作区温度下降不显著。为更大程度地降低轴承工作温度、提高可靠性,还需要强化电机支架的换热能力,通过强制风冷来实现降温。

超高速角接触球轴承-轴系统动态分析

在综合有限元法和滚道控制理论的基础上，给出了角接触球轴承－轴系统在超高速工况下运转时各阶临界转速的计算方法，并讨论了预紧力和转速对轴系临界转速的影响。

轴轴承系统强度和刚度与摩擦学的耦合分析

分析了轴轴承系统中,当轴受载变形导致轴颈倾斜时,径向滑动轴承的流体动力润滑特性。计算结果表明,此时的轴承油膜压力明显偏布且最大油膜压力增大。在轴承润滑分析的基础上,将得到的轴承油膜压力作为载荷边界条件,计算了轴的应力分布。结果显示此时轴的应力分布在轴承最大油膜压力作用的邻近区域发生了明显变化,应力数值有较大增加,影响轴的强度。

轴变形产生的轴颈倾斜对滑动轴承润滑影响的试验研究

针对各种机械装置使用最普遍、最基本的轴-滑动轴承摩擦副系统,设计研制了专用试验装置,对轴受载荷作用产生弯曲变形,导致轴颈在轴承孔中倾斜时滑动轴承的润滑性能进行了试验研究。结果表明,在轴-滑动轴承摩擦副系统中,轴受载荷作用产生变形将导致轴颈在轴承孔中倾斜;轴变形导致轴颈倾斜时,滑动轴承的油膜压力、油膜厚度和温度的分布状况及数值发生了明显变化。轴受载越大,其变形产生的轴颈倾斜越严重,对滑动轴承润滑性能的影响越明显;轴承半径间隙与轴承宽度比值越小,轴变形产生的轴颈倾斜对轴承油膜压力、油膜厚度和温度的数值及分布的影响越大。因此,滑动轴承设计中应该考虑轴受载荷作用产生的变形导致轴颈倾斜的影响,对于重要的机械设备,尤其应当考虑这种影响。

轴受载变形产生的轴颈倾斜对滑动轴承润滑影响的研究

针对轴-轴承系统,建立了轴受旋转载荷作用时变形导致的轴颈倾斜对滑动轴承润滑性能影响的分析方法,并在研制的滑动轴承试验装置上进行了专项验证试验。试验结果表明,提出的基本方程、公式和分析方法可以满足研究要求。计算了轴受载变形导致轴颈倾斜情况下,轴承的油膜压力、端泄流量和轴颈摩擦因数等。结果显示,轴颈倾斜时,轴承油膜压力分布和油膜厚度分布有明显变化,最大油膜压力明显增加,最小油膜厚度减小很多,端泄流量略有增加,轴颈摩擦因数变化不大。

计及轴变形导致轴颈倾斜的滑动轴承

设计研制了轴-滑动轴承系统专用试验装置,对轴受载荷作用产生变形,导致轴颈在轴承孔中倾斜时滑动轴承的润滑性能进行了试验研究;结果表明,轴变形导致轴颈倾斜时,滑动轴承的油膜压力、油膜厚度和温度的分布状况及数值发生了明显变化;轴受载越大,其变形产生的轴颈倾斜越严重,对滑动轴承润滑性能的影响越明显。

气膜约束对轴系固有频率影响的试验

对10kg转子进行自由状态和有气膜约束两种状态下的试验模态分析,试验结果给出了转子平动、锥动和一阶弯曲时的固有频率及其振型等模态参数,分析了轴承供气压力变化对轴系固有频率的影响.进行了轴系升降速试验,结果表明:气膜约束下的模态分析结果比自由状态下的更接近于升降速试验的结果.试验结果为气体轴系固有频率的确定以及控制参数的选取提供了依据,也为下一步轴系振动控制奠定了基础.