外圈故障状态下动车组轴箱轴承振动响应影响因素分析

针对轴箱轴承故障下的动力学响应问题,将滚子设为刚性体,其他部件设为柔性体,构建了带外滚道剥落故障的双列圆锥滚子轴承的刚柔耦合有限元模型,研究了故障尺寸、故障位置以及载荷变化对轴承动态响应的影响。结果表明:刚柔耦合模型既改善了全刚性体振动响应偏大的问题,又避免了全柔性体计算时间过长的缺点;轴承的故障尺寸越大,故障位置越接近承载区,轴承载荷越大,振动信号显示出的故障特征越明显,故障尺寸达到一定程度时故障特征将由单冲击变为双冲击;径向载荷对轴承故障响应的影响远大于轴向载荷。

大跨距双列圆锥滚子轴承热态特性

针对摩擦发热会影响轴承寿命的问题,基于滚动轴承动力学理论,建立了考虑滚子修形的重载特种车辆用大跨距双列圆锥滚子轴承动力学分析模型和精细化轴承功耗数学模型,研究结构、工况参数对轴承摩擦功耗的影响规律,并对滚子与套圈的内滚道、外滚道和大挡边之间的接触温度特性进行分析。研究结果表明:转速、径向载荷增大以及内滚道倾角减小,滚子与挡边、滚道接触区最大温度均增大,且挡边接触区最大温度增大速率较快。轴向载荷增大会使受压侧受载最大滚子与套圈大挡边、滚道接触区最大温度均增大,套圈大挡边接触区最大温度增大速率较快;放松侧温度也增大,但增大速率较慢;倾覆力矩会导致两列滚动体温度产生差异,选择合适的跨距可以减小倾覆力矩对轴承温度的影响。

考虑轨道不平顺激励的轴箱轴承振动特性分析

轴箱轴承在运行工况下的振动特性对于保障行车安全具有重要意义。首先,基于Ansys与Simpack联合仿真平台,分别建立了轨道-车辆系统动力学模型和考虑外圈局部故障的轴承座-轴承有限元模型;其次,对动力学模型施加轨道不平顺激励,输出轴箱径向载荷作为有限元模型的外载荷;然后,将仿真值与理论值进行对比,证明了所建立的轴箱轴承联合仿真模型的有效性;最后,基于此模型分析了轨道不平顺激励时不同宽度故障以及不同故障边缘对轴承振动特性的影响。结果表明:随着故障宽度的增加,轴箱轴承整体振动加速度RMS逐渐变大,故障冲击的幅值以及包络谱的特征能量值先增大后减小;随着故障边缘平缓程度的增加,轴箱轴承整体振动加速度RMS值、故障冲击的幅值以及包络谱的特征能量值逐渐降低;轨道不平顺激励增加了轴承的振动。

内凸台截面风电轴承套圈锻件芯辊双工位近净轧制工艺

针对内凸台截面风电轴承套圈锻件近净轧制成形难题,通过数值模拟方法研究了采用异形芯辊轧制方案的成形效果,发现轧制比较大的套圈成形过程中台阶宽度在轧制前期能够达到尺寸要求,但在台阶完全填充之后其与芯辊的贴合效果慢慢变差,且在套圈上端面附近容易出现折叠缺陷及爬辊现象;结合该内凸台截面套圈尺寸特点,提出采用芯辊双工位近净轧制成形方案,并对双工位环坯尺寸进行优化设计;根据模拟结果开展了轧制试验,成功轧制出合格的内凸台截面轴承套圈锻件。

基于相似理论的风电机组主轴轴承结构参数对其应力的影响分析

针对大型风电机组主轴轴承的试验及可靠性评估周期长,成本高等问题,基于相似理论,以3种不同安装尺寸的双列调心滚子轴承为研究对象,基于仿真软件建立轴承有限元模型,在确保轴承安全的条件下分析了滚子数量、滚子长度以及轴承宽度对内、外圈和滚子最大应力以及承载滚子数的影响,并通过正交试验分析确定参数的敏感性,结果表明:最大应力在滚子上,内、外圈应力次之,对应力的影响程度由大到小依次为滚子长度、轴承宽度、滚子数量。保证轴承内径不变,适当改进滚子长度、轴承宽度、滚子数量,可有效提高轴承承载能力。

6V轧机减速机输入轴端轴承损坏原因及解决措施

介绍了棒线材生产线的工艺特点,分析了螺纹钢6V轧机减速机输入轴端双列圆锥滚子轴承易损坏的原因,提出了解决措施并予以实施,成功地解决了6V轧机减速机轴承研磨的问题。

含表面缺陷双列调心滚子轴承动力学特性研究

为了分析双列调心滚子轴承故障位置,基于动量定理建立了缺陷处冲击载荷计算公式,引入缺陷位置分段函数和承载区分段函数,建立了双列调心滚子轴承外圈和内圈含缺陷的非线性动力学方程,并利用Matlab/Simulink进行数值仿真,得到了不同转速下缺陷轴承的振动加速度,由仿真结果可知:轴承转速越高,缺陷冲击载荷越大,且冲击载荷在轴承底部最大,沿两侧逐级递减。最后对该动力学方程仿真结果进行了试验验证,试验测得振动加速度与仿真结果基本一致,验证了冲击载荷计算公式和动力学模型的正确性,根据冲击载荷类型可清晰判断缺陷所在位置。

基于FEM的汽车轮毂轴承动态特性及可靠性研究

采用Workbench软件对某型汽车轮毂面对面式双列圆锥滚子轴承进行基于力学仿真分析的动态可靠性研究。首先,简化轴承模型后采用SolidWorks建立其三维模型;然后,采用Workbench对轴承开展模态及谐响应分析,获取轴承空载与满载状态下的位移和等效应力云图,并分别提取空载前10阶与满载前6阶的振型和固有频率等动态性能参数,采用Workbench中的六西格玛分析模块对轴承进行可靠性分析;最后,加载增量载荷谱获取轴承的可靠度和可靠性灵敏度。研究结果与汽车轮毂轴承的实际情况基本吻合。汽车轮毂轴承在不同工况下的仿真及其可靠性研究可以为故障轴承运动学、动力学计算与分析提供一定的参考。

考虑修形的三排圆柱滚子轴承寿命计算

建立三排圆柱滚子轴承切片模型,给出轴承滚子各切片在外载作用下变形和接触应力的解析求解方法;分别计算三排圆柱滚子轴承在复合载荷下各切片的接触载荷和轴承寿命,使用有限长接触理论对接触力进行修正并计算轴承寿命。研究结果表明:使用经典赫兹接触理论进行切片应力计算时,由于假设轴承套圈刚性,修形后单个滚子受力呈现出中间大边缘小的特点,寿命计算结果显示修行后的滚子寿命反而降低,这与实际情况不相符,需后续进一步考虑边缘接触应力带来的影响;轴承凸度受实际载荷影响,通过适量的修形可使轴承滚子与滚道间的接触应力均匀,此外需使得参与接触的滚子有限长度增加以降低接触应力,从而延长轴承使用寿命。

基于有限元的风电机组双列调心滚子轴承变精度建模方法

为提高风电机组主轴双列调心滚子轴承接触应力的计算精度,以某2 MW陆上风电机组主轴双列调心滚子轴承为研究对象,提出一种基于有限元的轴承变精度建模方法,通过建立低精度的轴承模型得到其接触应力分布,再根据最大接触应力位置建立关键区域的高精度子模型,实现最大接触应力的精确计算。通过对位移、接触应力的收敛性验证得到最佳子模型宽度和网格数量,并通过虚拟阻尼法的收敛性、子模型精度、最大接触应力以及径向游隙对内、外圈最大接触应力的影响验证了模型的正确性。

内圈异常二次磷化对铁路轴承性能的影响

针对某铁路轴箱用双列圆锥滚子轴承内圈异常二次磷化后轴承运行过程中出现严重发热故障的问题,进行相关试验以进一步研究内圈二次磷化导致轴承失效的机理。试验结果表明:相较于正常一次磷化,内圈二次磷化的磷化膜厚度更大,磷化腐蚀层更深,膜层附着力较弱,更易磨损脱落;二次磷化轴承经跑合试验后,内圈磷化膜短期内出现大量磨损,导致轴向游隙异常增大,进而使轴承出现比较严重的偏载现象,同时润滑脂润滑性能下降,内部摩擦发热增大,导致轴承发生严重发热故障。

电蚀轴承延寿试验和延寿机理

针对滚道电蚀导致轴承寿命严重缩短的问题,通过轴承强化寿命试验验证金属抗磨剂对电蚀轴承的延寿效果,结果表明:电蚀对轴承寿命的影响是致命的,轴承产生电蚀后,在循环工作应力的作用下会很快发生缺陷扩展剥落失效,其寿命小于无缺陷新轴承额定寿命的30%,金属抗磨剂对电蚀轴承有表面强化及缺陷边缘钝化作用,可阻止缺陷扩展剥落,从而延长轴承使用寿命。

一种新型圆柱滚子轴承装配铆合工装

带有铆钉的圆柱滚子轴承在装配合套过程中,保持架铆合工序易出现铆钉偏斜的现象。当前普遍采用环形引导胎具进行合套,一个引导胎具只能对应一种型号的轴承,造成材料浪费且加工效率较低。为解决上述问题,设计了一种新型装配铆合工装,实现一种工装可装配多尺寸的单列圆柱滚子轴承,既提高了产品质量又节约了成本。

采煤机截割部双列圆锥滚子轴承初始游隙计算分析

计算分析了内圈过盈配合和内外圈温差对双列圆锥滚子轴承轴向游隙的影响,得到了由于内圈过盈配合和内外圈温差导致的轴向游隙减小量,以某型采煤机截割部双列圆锥滚子轴承为具体计算对象,计算得到了适合于采煤机截割部工况的轴承最佳轴向初始游隙值,为双列圆锥滚子轴承初始游隙的确定提供了参考依据。

双列圆锥滚子轴承滚子大端-引导边润滑接触分析

针对铁路客车中使用的双列圆锥滚子轴承,发展了一个系统的计算模型以模拟滚子大端与引导边间的润滑接触状态.首先通过理论分析确定滚子大端与内圈挡边的接触点位置和滚动体的自转与公转转速,分别得出二者在接触点的滑动速度;然后考虑滚子的离心力,通过求解内圈位移控制方程,计算轴承的载荷分布,并分别求出滚子与外滚道、内滚道以及引导边的作用力;最后建立润滑分析模型,对圆锥滚子大端与引导边的接触进行润滑分析计算,实现滚子大端与引导边接触的润滑模拟,并研究了滚子大端球面半径、工况条件等对润滑性能的影响.

地铁车辆轴箱轴承的设计

针对某型地铁车辆轴箱轴承的工况条件和使用要求,从结构、材料、润滑、性能等多方面进行了详细的分析。结果表明,所设计的双列圆柱滚子轴承的承载能力、速度性能、寿命及可靠性均满足该型地铁车辆的运行要求。

转台轴承静刚度建模及其影响因素分析

为了改善转台的动静特性,分析了三排圆柱滚子转台轴承静刚度与轴承结构型式、装配工艺和外载荷的关系。结合轴承游隙、螺钉拧紧力矩、径向与轴向滚子间的相互作用和外载荷等因素,将轴向滚子与轴圈间的接触看作理想平面接触,考虑径向滚子压力沿轴向的分布,并利用Boussinesq力与变形关系式求解实际的压力值,通过求解轴承的整体静力平衡方程,得到了三排圆柱滚子转台轴承5个方向的静刚度值。分析结果表明:转台固有频率测试与理论值误差不超过3.0%,验证了刚度理论模型的准确性;轴向滚子与径向滚子载荷间的相互作用很小;螺钉拧紧力矩、径向游隙和外载荷对转台轴承刚度有重要影响,随着螺钉拧紧力矩和径向预压量的增大,外载荷对刚度的影响减弱。

高速动车轴箱轴承疲劳寿命计算方法

针对轴承疲劳寿命预测问题,考虑游隙和离心效应的影响,将ISO 281:2007标准计算方法与Lundberg和Palmgren计算方法开展对比研究;考虑轴承内部在轴承承受复合载荷下的载荷特征,以及滚动体的影响,将L-P和改进的L-P方法开展对比研究。基于Python编程计算含有(5+3 n)个自由度的双列圆锥滚子轴承拟静力学模型,得到动车轴箱轴承的内部载荷特征和轴承的疲劳寿命结果。结果表明:轴承内部载荷值随着轴承负游隙值的增大而增大;当列车运行速度发生变化时,轴承内部的载荷分布情况变化不大;ISO 281:2007标准方法所得寿命结果最大,且负游隙越大,L-P方法与ISO 281:2007标准方法相比所得寿命差值较大;改进的L-P方法分析计算出的寿命值最小,且负游隙大小不影响改进及未改进L-P方法所得寿命的比值。

高速铁路轴箱轴承载荷分布分析

建立了高速铁路轴箱用双列圆锥滚子轴承的拟动力学分析模型,采用数值模拟的方法计算分析了该轴承的载荷分布。计算结果表明,轴承承受外部混合载荷时,其受压列滚子承受大部分载荷,滚子最大接触载荷与径向力和轴向力呈线性关系,所有滚子的接触载荷与轴向力基本呈线性关系;在承受较大载荷时,列车运行速度对滚子接触载荷分布影响不大,可采用静力学对轴承进行分析。

双列圆锥滚子轴承功耗特性研究

在滚动轴承动力学理论基础上,建立了双列圆锥滚子轴承非线性动力学微分方程及其摩擦功耗数学模型,采用精细积分法和预估-校正Adams-Bashforth-Moulton多步法相结合的方法进行求解,分析了轴承不同工况参数、结构参数及工艺参数对轴承摩擦功耗的影响。研究结果表明:轴承摩擦功耗随倾覆力矩及转速的增加先缓慢增加然后近似线性增加,转速对轴承摩擦功耗的影响比较明显,在满足使用要求下应尽量选取低转速;侧向载荷比的增加使"压紧侧"轴承摩擦功耗增加,"放松侧"减小,两侧摩擦功耗差值增加;轴承摩擦功耗随大挡边倾角的增加而增加,随滚子球基面半径的增加而减小;滚子波纹度为奇数阶次时,轴承摩擦功耗随波纹度幅值的增加呈先升高后降低的趋势;偶数阶次时,轴承摩擦功耗随波纹度幅值的增加而增加。