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。

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。

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。

风电主轴配对单列圆锥滚子轴承工作游隙分析

[目的]单列圆锥滚子轴承双支撑的主轴系结构在风电机组中得到了广泛的应用,确定合适的轴承工作游隙,对轴承和主轴系的可靠运行至关重要。[方法]以某中速永磁风电机组主轴系为研究对象,建立了轮毂、主轴、上风向轴承和下风向轴承一体化的动力学分析模型;计算得到了不同轴向游隙下,轴承滚道寿命、承载区域以及最大接触应力的变化趋势。[结果]确定了配对单列圆锥滚子轴承理想的轴向工作游隙范围为-0.74~-0.3 mm。[结论]研究结果对轴承和主轴系的可靠运行具有重大意义,为配对单列圆锥滚子轴承轴向工作游隙的确认提供了方法和参考。

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。

基于刚柔混合多体力学模型的风电主轴承系统接触应力分析

双列圆锥滚子轴承对于半直驱式风力发电机组来说是其运转的主要轴承之一。其性能的优劣直接关系到其使用寿命。目前对双列圆锥滚子轴承的研究主要集中在单体轴承上,较少综合考虑多部件的轴承系统研究。对此提出了一种考虑多部件的刚柔混合多体力学分析模型,该模型可用于系统模型的分析研究。结果表明:接触载荷与理论计算接触载荷呈现相似的变化趋势,左列滚子沿素线方向上的接触应力分布更加均匀,滚子零度附近只有一列轴承承载;接触应力仿真结果与理论计算结果误差为4.56%,在误差允许的范围内,因此对提出的刚柔混合多体力学系统模型进行接触应力分析是可行的。

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。

双列圆锥滚子轴承拟静力学建模和刚度计算分析

针对双列圆锥滚子轴承建模及求解过程复杂的问题,以切片法为基础,建立了双列圆锥滚子轴承的拟静力学模型,结合同伦-牛顿法,实现了对上述模型的求解,并针对不同工况条件下双列圆锥滚子轴承的刚度特性展开分析。分析结果表明:所建模型一定程度上克服了传统非线性迭代算法对初值的高依赖性;双列圆锥滚子轴承的刚度特性受轴承转速和预紧位移影响,在仅有预紧力的工况下,当转速从0增加到4 000 r/min时,轴承的径向、轴向刚度减小,当预紧位移从0.005 mm增加到0.015 mm时,径向、轴向刚度增加;当受轴向力且轴向力从10 kN增加到14 kN时,轴承径向、轴向刚度减小,当轴向力从14 kN增加到19 kN时,其径向、轴向刚度增加,转折点为第二列滚子与内滚道脱离点;增加转速时,出现脱离点所需的轴向力减小;增加预紧位移时,出现脱离点所需轴向力增加。

风电机组主轴用双列圆锥滚子轴承的热分析

在赫兹接触理论的基础上,选取某型风电机组主轴用双列圆锥滚子轴承为对象,采用局部法计算了各部分的生热量,并通过有限元进行稳态热仿真,得到轴承的生热计算模型和三维温度场分布,分析了转速、润滑脂黏度以及黏温效应对轴承温升的影响。结果表明:轴承的温度场呈对称分布,轴承温度与转速、润滑脂黏度呈正相关,温升趋势明显,其中转速对轴承温升的影响最明显,润滑脂的黏温效应会对轴承各部分生热量产生不同的影响。

动车组轴箱轴承保持架动力响应与寿命分析

建立动车组整车动力学模型,通过仿真得到轴箱轴承在列车运行中所受的外载荷。建立轴箱轴承动力学和有限元模型,分析了径向载荷、转速以及轨道激扰对滚子和保持架之间的作用力、保持架应力的影响,基于Miner线性累积损伤理论预测保持架寿命,并基于ISO 281∶2007预测了整套轴承的寿命,结果表明:径向载荷对保持架应力的影响最小,随径向载荷增大,滚子和保持架之间的作用力及保持架应力稍有增加;转速对保持架应力的影响最为显著,随转速升高,滚子和保持架之间的作用力及保持架应力增大;轨道激扰的加入增加了滚子和保持架之间的作用力及保持架应力;轴箱轴承保持架寿命约为1241.5×10^(4)km,满足使用要求。

考虑修形的双列圆锥滚子轴承热特性研究

以往针对圆锥滚子修形的研究大多数都集中于滚子修形对轴承接触区域应力分布和载荷分布等方面的影响,很少有对基于滚子和滚道修形的双列圆锥滚子轴承接触区热特性的系统性研究。针对重型卡车车桥用双列圆锥滚子轴承承载较大,且失效形式多为高温失效的问题,对双列圆锥滚子轴承的热特性进行了研究。首先,基于滚动轴承动力学理论和滚子与滚道的对数修形理论,建立了重卡车桥用双列圆锥滚子轴承动力学模型;然后,基于摩擦功耗理论和热传递理论,建立了轴承摩擦功耗模型和热分析模型,研究了滚子、滚道修形参数对轴承热特性的影响规律;最后,搭建了轴承温度试验台,通过对比试验对仿真结果进行了验证。研究结果表明:滚子与滚道修形参数对相应滚子与滚道接触区的温度分布影响基本一致,修形系数大于0.8时,其能够消除端部应力集中的影响,系数过大则使滚子与滚道接触区最高温度增大;修形偏移量的变化会使接触区的最高温度位置发生变化;滚子与滚道同时修形,滚子与滚道修形偏移量接近时,滚子与大挡边接触区的最高温度较低。

配合过盈量对风电齿轮箱轴承疲劳寿命的影响

以某兆瓦风电机组齿轮箱一级行星轮前轴承(双列圆柱滚子轴承)为研究对象,基于赫兹接触理论、厚壁圆筒理论和GB/Z 36517—2018建立考虑配合过盈量的轴承疲劳寿命数值仿真分析模型,并分析轴承配合零件尺寸公差、形位公差、表面粗糙度对轴承疲劳寿命的影响,结果表明:保持轴承初始配合不变,随行星轮轴与轴承内圈的配合公差由g6向r6转变,轴承内圈由过渡配合变为过盈配合,轴承寿命先增加后减小,配合公差为p6时轴承寿命最大;随行星轮内圈与轴承外圈的配合公差由H6向S6转变,轴承外圈由间隙配合变为过渡配合、过盈配合,轴承寿命由无变化变为逐渐增加;行星轮轴与内圈的径向全跳动公差变化导致配合过盈量增加时,轴承寿命增加,反之则轴承寿命降低;行星轮轴与内圈的表面粗糙度值增加会导致轴承寿命降低。

直驱风力发电机主轴承失效原因分析及改进措施

针对某直驱风力发电机用大锥角双列圆锥滚子轴承使用过程中出现过早失效的问题,分析了该轴承的工作特点,并将失效轴承与正常轴承进行对比,得到其失效主要原因为压盖刚性不足导致压盖压紧力较小以及轴承负游隙值较小,进而使轴承运行过程中预紧力消失。提出以下改进措施:为提高压盖预紧力,替换轴承压盖;为增大轴承负游隙值,磨削轴承内隔圈以及增大轴承内圈与轴的过盈量。改进后轴承装机运行过程中未出现异常,满足风机运行工况要求。

全地形车的轴承寿命优化

全地形车因不受地形限制且极具玩乐的属性,在国内外高速发展。作为支撑运转的轮毂轴承,其失效是直接影响全地形车寿命和安全性的重要因素之一。本文针对全地形车恶劣工况下双列圆锥滚动轴承的失效情况,首先对内外圈和密封结构进行模型建立,针对预紧力对工作游隙的影响分析和计算,其次通过软件Romax得出云图对轴承寿命进行预测,然后用台架试验机进行试验,分析试验结果,选取出最优的工作游隙和密封结构。最后,在全地形标准测试场地进行6000km相应测试,应用Trail1000,希望通过以上努力将轴承失效率降为零。

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.

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。