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。

高速角接触球轴承动力学特性参数分析

介绍了球的动力学平衡方程和轴承整体受力平衡方程的建立,根据滚动轴承的拟动力学分析理论,对角接触球轴承的接触力、接触角、旋滚比等的变化特性进行了分析。结果表明,各性能参数均呈现显著的非线性变化特征,与传统的钢球轴承相比,陶瓷球轴承的性能参数优于传统的钢球轴承,动态特性参数的分布规律也相对稳定。

温变配合间隙对全陶瓷球轴承-转子系统动态特性影响分析

针对全陶瓷球轴承热变形小,在宽温域下轴承外圈与轴承座之间配合间隙变化较大的特点,建立了考虑温变配合间隙的全陶瓷球轴承-轴承座动力学模型。将轴承座与轴承外圈受热变形分别计算,并将不同温度下配合间隙作为边界条件对全陶瓷球轴承动态特性进行求解。以轴承工作温度、工作转速、初始配合间隙为变量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,考虑温变配合间隙的动力学模型能够准确模拟全陶瓷角接触球轴承在不同工作温度下的动态特性。随着工作温度的升高,全陶瓷球轴承振动整体呈现增大趋势,且振动幅度呈现非线性变化趋势。在全陶瓷球轴承外圈与轴承座配合处适当采用紧配合有助于减小高温下轴承外圈与轴承座之间配合间隙,提升变温工况下全陶瓷球轴承回转精度。研究工作可为全陶瓷球轴承状态分析提供参考,并为全陶瓷球轴承-转子系统优化设计提供理论依据。

高速角接触陶瓷球轴承与钢球轴承动力学特性对比分析

在15万转/分的转速范围内,对角接触陶瓷球轴承及钢球轴承的接触角、接触应力、内圈位移、旋滚比和刚度的变化特性进行了全面的对比分析。根据滚动轴承分析理论建立了数学模型并采用数值方法求解。分析结果表明:在研究的转速范围内,以上各性能参数均呈现显著的非线性变化特征,其变化特性与转速和滚珠材料类型密切相关;在轴向外载作用下,轴承内圈沿轴向移动,随转速升高,轴向移动量先小幅降低而后急剧增大;轴承径向刚度及轴向刚度值也是先下降而后上升,且变化范围较大。陶瓷球混合轴承几乎在所有的性能参数均明显优于传统的钢球轴承。与传统钢球轴承相比,其接触应力和内圈移动量明显降低、接触角变化较小、轴向与径向刚度变化程度相对较低、动态特性相对稳定,从而具有传统钢球轴承无可比拟的优越性。

全陶瓷轴承动力学特性分析与应用研究

在10000r/min的高速状态下,考虑了滚动体与套圈滚道的结构弹性变形与动态接触关系,求解角接触陶瓷球轴承接触应力和变形,分析动力稳定性。采用有限元计算方法对高速陶瓷球轴承进行接触分析,对该轴承接触表面应力与变形的计算和仿真运动分析,绘制等效云图并将该轴承应用于高速主轴性能测试。基于ANSYS接触理论得出滚动接触体之间的相对滑动现象及其滚动体与套圈滚道相对运动关系,结果与已有的轴承运动的理论和实际情况相吻合。通过有限元计算模型表明对轴承的应力分布和动态响应是可行的,可以看出ANSYS对轴承的滚动接触理论分析有一定的指导意义,为进一步研究轴承动力学特性提供了更可靠的依据。

陶瓷角接触球轴承动态特性参数分析

根据滚动轴承的分析理论,在100000r/min的转速范围内,对角接触球轴承的接触应力、接触角、旋滚比及刚度的变化特性进行了全面分析。分析结果表明:各性能参数均呈现显著的非线性变化特征;随着转速的升高,轴承径向刚度及轴向刚度值也是先下降而后上升,且变化范围较大;陶瓷球轴承几乎所有的性能参数均明显优于传统的钢球轴承,与传统钢球轴承相比,其接触应力明显降低、接触角变化较小、轴向与径向刚度变化程度相对较低、动态特性相对稳定,从而具有传统钢球轴承无可比拟的优越性。

高速小型复合陶瓷球轴承的润滑特性研究

为了寻求一种能够快速建立高速小型复合陶瓷球轴承弹流润滑数学模型的数值计算方法,基于Reynolds方程的情况下运用Fortran语言在Visual Studio中进行编译,通过给定初始压力分布,运用迭代法求得弹流润滑完全数值解,并获取最终的压力和膜厚值。结果表明:转速、载荷以及润滑油粘度会对轴承的接触区压力、膜厚产生影响,其中随着转速的增加,最小膜厚增加,最大压力减小;随着载荷的增加,最小膜厚减小,最大压力增大;而随着润滑油粘度的增加,膜厚增加,最大压力减小。通过与传统理论计算结果的对比,结果具有较好的一致性,研究结果对高速深沟陶瓷球轴承运用具有指导意义。

高速精密陶瓷球轴承与钢质球轴承的性能比较研究

角接触球轴承作为高速主轴的核心部件 ,其动力学特性对整机的切削性能和加工精度有重要的影响。本文根据Jones的套圈控制理论建立的动静分析法 ,建立了高速球轴承的拟动力学模型 ,基于该模型采用定量方法比较研究了陶瓷球轴承与钢质球轴承的性能差异 。

基于轴承动刚度的电主轴动态特性影响因素分析

目的研究不同条件下角接触轴承动刚度对电主轴动态特性的影响,为优化主轴动态特性提供理论支持.方法基于拟动力学研究方法求解角接触轴承动态性能,建立电主轴转子系统有限元模型分析不同轴承滚珠材料和预紧力对轴承动刚度及电主轴动态特性的影响.结果钢球轴承刚度小于陶瓷球轴承,且随着转速提高,钢球轴承刚度下降较快;装配陶瓷球轴承电主轴一阶固有频率较高,工作端位移较小;随着预紧力提高,角接触轴承刚度软化效应减弱,主轴固有频率增大,轴端位移减小.结论改用陶瓷滚珠或者适当提高预紧力都能有效改善轴承动力学特性,提高电主轴固有频率,使得主轴动态特性得到优化.

磁悬浮轴系保护轴承抗冲击特性及试验方法

为评估磁悬浮保护轴承的抗冲击能力,结合保护轴承特有的跌落工况,建立转子动力学模型,对磁悬浮轴承失效前后转子响应进行分析,同时建立保护轴承可靠性试验平台和试验方法,对保护轴承抗冲击特性分析方法进行验证。结果表明:保护轴承可靠性试验平台可实现碰撞力的直接测量;通过有、无安装冲击力传感器对比试验和应力-冲击力标定试验可知碰撞力测量误差在7%以内,验证了试验方法的准确性;且碰撞力的理论分析与实测误差为8.4%,可满足保护轴承抗冲击特性分析要求,指导保护轴承可靠性评估。

内圈倾斜角对高速角接触球轴承动态特性的影响

由于加工装配误差不可避免,高速角接触球轴承内外套圈之间普遍存在不同程度的倾斜角。套圈倾斜角对轴承的运转性能有很大影响,在某些条件下甚至造成轴承失效。针对上述情况,给出一种综合考虑套圈倾斜角、高速离心效应的轴承分析计算模型,采用Newton-Raphson法计算内圈存在倾斜角条件下高速角接触球轴承动态特性。结果表明:轴承转速升高,内圈倾斜角引起的轴承接触应力波动变弱,旋滚比、公转转速波动变化均增强,可见在高速下内圈倾斜角更易引发与轴承热相关的失效模式而非常见的疲劳失效;对于承受联合载荷的角接触球轴承,适当的内圈倾斜角可在一定程度上减弱由径向载荷所带来的接触角、公转速度、旋滚比波动,并显著增大轴承径向刚度和角刚度;存在内圈倾斜角时,氮化硅陶瓷球轴承在接触角、旋滚比、公转转速、动态刚度方面表现均优于钢球轴承,但套圈接触应力与钢球轴承相比对内圈倾斜角更加敏感。