基于Transformer的陶瓷轴承表面缺陷检测方法

针对传统机器视觉检测方法中,由于陶瓷轴承滚动体表面曲率大、对比度低,表面成像模糊导致后续缺陷检测精度低的问题,提出一种基于Transformer的超分辨率残差网络。首先,网络使用残差学习策略,通过预测模糊图像与清晰图像之间的差值,实现超分辨率任务;其次,在网络上前端插入通道注意力模块和空间注意力模块并改进L2多头自注意力模块,以增强图像纹理、改善梯度爆炸问题;最后,针对超分辨率重建任务,提出一种两阶段训练策略优化训练过程。自建陶瓷轴承表面缺陷数据集上的大量实验结果表明,所提出网络模型在客观指标与主观评价上均优于MSESRGAN、VSDR等超分辨率算法,重建图像SSIM为0.939,PSNR为36.51 dB。

考虑挠度的宽温域陶瓷轴承转子系统动态特性分析

宽温域下陶瓷轴承外圈与轴承座之间配合间隙发生变化,同时转子质量对轴特别是细长轴会产生挠度影响,导致轴与轴承接触处力的边界条件发生变化,对轴承性能有很大影响。建立一种考虑挠度变化对宽温域内轴承转子系统影响的动力学模型,将轴承座与陶瓷轴承的热变形分别计算,并将不同温度下配合间隙作为边界条件,最后引入挠度因素改变轴与轴承接触处力的边界条件,来对全陶瓷球轴承动态特性进行求解。考虑轴承工作温度以及转轴挠度变化,对全陶瓷球轴承外圈振动情况展开参数化研究,并结合试验手段对模型精度加以验证。结果表明,挠度的产生使宽温域内全陶瓷轴承径向竖直正方向振动幅值减小,导致系统运行不稳定。研究结果对全陶瓷轴承动力学分析提供参考,并为提高陶瓷轴承转子系统稳定性提供理论依据。

面向极端工况的Si_(3)N_(4)全陶瓷轴承关键技术与研究进展

随着高端装备服役工况向极端复杂化发展,基于极端工况下轴承的设计、制造和服役等关键技术已成为进一步拓展高性能轴承应用领域的“卡脖子”难题。首先对轴承技术领域范围的极端工况及在极端工况下轴承各类失效形式进行了归纳和总结,分析了轴承在具体的极端温度环境中的服役行为及技术研究现状,针对轴承技术发展和现实需求提出氮化硅全陶瓷球轴承在极端工况下应用的技术优势,综述了氮化硅全陶瓷球轴承材料制备、轴承设计理论及精密加工涉及到的核心关键技术发展现状,最后对陶瓷轴承未来技术发展方向进行了展望。

供油量对全陶瓷轴承振动和温升的影响

为探究供油量对轴承振动及温升的影响,本实验对Si_(3)N_(4)全陶瓷深沟球轴承和钢制深沟球轴承开展控制变量实验,探究了深沟球轴承在干摩擦、湿润滑、持续供油条件下的振动及温升特性。结果表明,供油量对全陶瓷深沟球轴承振动及温升的影响程度随轴向载荷的增大而减小,随着轴向载荷增加,润滑后的陶瓷轴承表现出更优越的性能,适用的润滑油供油量范围也较钢制轴承更广,在相同的供油量条件下,陶瓷材质的轴承内圈比钢制轴承内圈的温升低约(5~8)℃,陶瓷轴承的外圈温升比钢制轴承外圈的温升低约(5~11)℃,但钢制轴承在较大供油量时温升下降幅度较大,与陶瓷材质轴承的温升差值减小。同时氮化硅全陶瓷深沟球轴承较钢制轴承在不同供油量条件下振动和温升均表现出更优越的性能。

陶瓷轴承在机车牵引电机中的应用分析

机车牵引电机中轴承是较为主要的传动系统设备。用牵引电动机轴承来支撑转子轴和连接轴,在长期频繁的运转和循环作业中,会受到转向架震动影响,导致轴承使用寿命偏短。当前,机车牵引电机中,陶瓷轴承使用越发广泛。陶瓷轴承作为一种重要的机械基础构件具有金属轴承无法比拟的优良性能,例如可以抗高温且强度较高,在材料领域中得到了广泛的应用。因此,探讨陶瓷轴承在汽车牵引电机中的应用具有十分重要的意义。

高铁电机陶瓷轴承失效分析及解决对策

某型号高铁电机服役一年后发生异响,经拆解检查时发现电机轴承内圈滚道面存在损伤。经宏、微观形貌检查、材质检测和微观组织表征,该轴承内圈的轴向缺陷为伪布氏压痕,并结合轴承装配、服役工况对其失效原因和改善措施进行了讨论分析。得出结论:电机轴承径向游隙过小是产生伪布氏压痕失效的主要原因,建议在安装轴承时严格控制游隙大小,避免类似问题产生。

陶瓷轴承拆装技术应用

陶瓷轴承的拆缷有两个目的的,一个是陶瓷轴承已经损坏了需要更换的新的陶瓷轴承,二是检查或者维修陶瓷轴承的后面需要才能继续使用。针对陶瓷轴承的拆卸方法,介绍了陶瓷轴承的安装方法,研究了陶瓷轴承的安装的技巧和注意的事项,提出了陶瓷轴承的配合和游隙。

陶瓷轴承电主轴单元的设计与研究

介绍了高速机床用电主轴优良特性及其应用现状·结合磨用电主轴单元的研制实践,探讨了高速电主轴单元设计制造中的结构布局型式设计,研究了电主轴轴承的选用,陶瓷轴承的力学性能分析和轴承轴向预负荷的确定,分析了电主轴单元的冷却与润滑系统的设置·高速电主轴的性能试验表明,该型电主轴设计合理,动、静态性能指标符合要求,为其在高速机床上的实际应用提供一定的技术依据·

高速电主轴用陶瓷轴承套圈内表面磨削试验研究

采用金刚石砂轮对热等静压氮化硅(HIPSN)陶瓷轴承套圈进行精密磨削试验,通过磨削表面粗糙度和扫描电子显微镜(SEM)照片,分析不同磨削参数对工件磨削表面质量的影响,获得陶瓷轴承套圈内表面精密磨削加工的最佳工艺参数。试验还进行了磨削过程中磨削力的测试和比磨削能的计算,分析了陶瓷材料的去除机理。

水润滑陶瓷轴承研究进展

从水润滑轴承材料分析入手 ,论述了水润滑陶瓷轴承的特殊优点。根据陶瓷轴承的发展研究现状和水润滑陶瓷轴承的使用要求 ,提出Sialon和Si3 N4为最适宜的水润滑陶瓷轴承材料 。

氮化硅陶瓷轴承润滑技术的研究现状与发展趋势

针对氮化硅陶瓷轴承润滑的研究现状,通过对氮化硅陶瓷轴承摩擦及磨损机理的分析,系统阐述了氮化硅陶瓷轴承现有的润滑技术,包括水(基)润滑、油(基)润滑、气体润滑、自润滑及其他润滑;介绍了有关氮化硅陶瓷轴承润滑技术的发展趋势,分析讨论了现有氮化硅陶瓷轴承润滑存在的问题,并对今后氮化硅陶瓷轴承的润滑技术进行了展望。

弹用混合式陶瓷轴承的开发研究

为延长弹用涡喷发动机轴承的寿命、避免过早失效和提高其可靠性 ,在分析全钢轴承恶性失效形式的基础上 ,根据工况对轴承性能的要求研制了混合式陶瓷轴承 ,用拟静力学分析方法对比分析了全钢轴承和混合式陶瓷轴承的性能指标 ,台架实验表明了陶瓷轴承以疲劳逐步扩展的良性失效形式为主要失效形式 ,能够克服全钢轴承在高速高温重载限量润滑条件下发生热失稳、咬死等恶性故障 ,对高速恶劣工况有很好的适应性。

微小卫星用陶瓷轴承脂润滑姿控飞轮的性能试验

为解决微小卫星姿态控制执行元件—姿控飞轮的轻量化、高效支撑及润滑问题,提出了应用脂润滑陶瓷轴承为微小卫星姿控飞轮提供支撑和润滑的方法。试验研究了陶瓷轴承脂润滑姿控飞轮的启动、摩擦功耗、温度特性、抗振动性能及寿命特性,试验结果显示:与同型号钢制球轴承相比,陶瓷球轴承在静态摩擦力矩及功耗方面性能更优良,可以有效减小姿控飞轮的启动电流和摩擦功耗。陶瓷轴承脂润滑姿控飞轮在-30～50℃具有良好的启动性能,低于卫星最低工作温度20℃时仍能保持良好的启动特性,无冷焊问题,完全满足卫星发射时抵抗振动的要求。振动试验后的姿控飞轮在4年的地面真空试验中功耗电流变化率在有真空度和温度变化的影响下小于1%,验证了陶瓷轴承脂润滑姿控飞轮使用寿命优于4年,满足国内微小卫星对姿控飞轮轻量化和使用寿命的要求。

金刚石油石超精加工氧化锆陶瓷轴承沟道的仿真与实验研究

用ABAQUS软件建立金刚石油石超精加工氧化锆陶瓷轴承沟道有限元模型,分析其加工机理,并利用金刚石油石对氧化锆轴承沟道进行超精加工,获取超精加工后沟道表面粗糙度及表面形貌,研究超精加工应力对氧化锆轴承沟道表面质量的影响。结果表明:工件切线速度由150m/min增加到450m/min,表面应力减小,表面粗糙度值由0.091 2μm下降到0.059 3μm,随后增大;油石压力由0.2MPa增加到0.8MPa,表面应力增大,表面粗糙度值由0.194 2μm下降到0.032 2μm;当金刚石油石的长、短行程摆动速度增加,轴承沟道表面应力增大,其表面粗糙度值分别由0.071 6μm增加到0.085 8μm和0.062 7μm增加到0.1008μm。适当提高工件切线速度、油石压力、长行程摆荡速度,降低短行程振荡速度有助于改善加工质量。

陶瓷轴承球的加工与监控技术研究

阐述了陶瓷球研磨监测系统的设计构成及特点。通过对 ＨＩＰＳＮ（Ｈｏｔ－Ｉｓｏｓｔａｔｉｃ Ｐｒｅｓｓｅｄ Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｎｉｔｒｉｄｅ）陶瓷球研磨加工试验过程的监控，分析金刚石磨具的磨耗比及单因素研磨参数对陶瓷球加工精度和效率的影响，探讨了如何控制并加工出高精度陶瓷轴承球。

陶瓷轴承在数控机床主轴单元中的应用研究

陶瓷轴承以其优良的性能,在高速主轴单元中的应用日趋广泛。通过理论分析与实验研究,对比分析了两种类型主轴单元的温升、振动特性,为陶瓷轴承的实际应用提供一定的依据。

混合式陶瓷轴承的研制及其台架试验研究Ⅰ．制备陶瓷球最佳工艺参数的选择

为了加速航空发动机技术的发展，研制混合式陶瓷轴承是一个值得重视的研究方向。研制这种轴承的关键在于陶瓷球的高效高精度加工。在这方面，常规的磨削加工方法很难满足实用要求。因此，利用一种新的磁流体研磨法加工Ｓｉ３Ｎ４陶瓷球，首先对这种方法的基本原理与装置和研磨试验条件与方法作了简要阐述，进而通过一系列的试验研究，考察了将Ｓｉ３Ｎ４陶瓷球毛坯研磨成成品球的研磨效率分别随驱动轴转动速度、加工载荷和磨粒粒径等的变化规律，筛选出磁硫体研磨法加工氮化硅陶瓷球的最佳工艺参数：驱动轴转动速度为５０００ｒ／ｍｉｎ，加工载荷为２Ｎ，磨粒粒径为０．０４ｍｍ，研磨时间为５分钟。研究表明，磁流体研磨法加工陶瓷球的精度高，研磨效率是常规研磨法的近３０倍。研究结果在发展陶瓷材料的工程应用及其摩擦学研究方面，都具有良好的参考价值和实用价值。

大功率陶瓷轴承电主轴单元的研制

介绍了电主轴单元的优良特性及其应用 ,结合高速电主轴单元的研制实践 ,分析了大功率电主轴单元支承选用及预负荷的确定 ,探讨了电主轴单元的结构布局与设计 ,讨论了电主轴单元冷却与润滑系统的设置。通过实验测试电主轴的静动态性能 。

新型坦克发动机涡轮增压器高速混合陶瓷轴承的研制

通过确定混合陶瓷轴承设计的目标函数及约束条件,采用功效系数的方法并结合计算机辅助编程完成了轴承的优化设计。对混合陶瓷轴承和滑动轴承的发热量做了对比分析,证明了混合陶瓷轴承发热量明显低于滑动轴承。进行了涡轮增压器混合陶瓷轴承台架实验,实验结果表明,采用混合陶瓷轴承后,涡轮增压器的总效率提高5%～8%,极限转速提高至120 000 r/min。

高可靠性陶瓷轴承技术研究进展

陶瓷轴承具有长寿命、耐高温、耐腐蚀和超高速等优异的综合性能,已经在航空航天及装备制造领域中得到应用。介绍了陶瓷轴承的发展背景,归纳了陶瓷材料技术研究进展,概括了陶瓷滚动体毛坯和成品的无损探伤技术和方法,阐述了陶瓷滚动体表面低损伤加工的必要性,探讨了陶瓷轴承的润滑行为和热行为,提出了陶瓷轴承的失效模式和设计准则,分析了陶瓷轴承的结构和性能设计方法,给出了部分典型应用和极限性能试验情况,展望了高性能陶瓷轴承技术的发展趋势。为继续深化陶瓷轴承技术研究、攻克极限工况下的陶瓷轴承关键技术、发展面向工况的轴承设计制造技术、实现高性能陶瓷轴承的技术转化和推广应用、解决高端装备的公共轴承技术难题提供技术基础。