内外圈相对倾斜对圆柱滚子轴承寿命的影响

采用Romax Designer工程分析软件对某大兆瓦风电机组齿轮箱进行整体建模,应用经典滚动轴承理论和“切片法”基本思想,对齿轮箱输出轴圆柱滚子轴承在不同内外圈相对倾斜情况下的接触应力、修形效果和轴承寿命进行大量分析计算;重点对轴承ISO/TS 16281寿命进行分析,分析内外圈相对倾斜量对ISO/TS 16281寿命的影响以及对未修形和对数修形最佳修形凸度量时两种情况下寿命的影响;还将ISO 281寿命和ISO/TS 16281寿命进行对比。研究结果表明,无论轴承是否修形,内外圈相对倾斜对轴承ISO/TS 16281寿命影响非常大,倾斜量越大,ISO/TS 16281寿命越短,对应的最佳修形凸度量越大,相应修形效果越好,ISO/TS 16281:2008额定寿命提高得越大;在内外圈相对倾斜量相同的情况下,ISO/TS 16281寿命与ISO281寿命相差非常大。研究结果可为圆柱滚子轴承优化设计提供参考。

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。

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。

基于刚度等效与实体混合的三排圆柱滚子轴承力学模型与修形设计

三排圆柱滚子轴承具有尺寸大,套圈变形大,滚子多,转速低等特点,需要综合考虑套圈变形以及复杂接触进行轴承接触力学特性分析与修形设计来提高轴承疲劳寿命。针对三排圆柱滚子轴承接触对数量多,计算量大等问题,考虑大型套圈变形提出了基于刚度等效与实体混合的三排圆柱滚子轴承力学模型,其中内、外圈采用有限元,与滚子接触采用非线性弹簧模型与实体有限元模型混合方式,并通过实例将等效模型与整体有限元模型、接触有限元子模型进行对比分析,结果表明:等效模型与整体有限元模型滚子法向接触载荷计算误差在7%以内,且计算效率大幅提升。基于等效模型开展滚子修形设计研究,主推滚子的最优修形方式为对数修形,最优对数修形量范围为0.09~0.13 mm,并且第1列主推滚子的修形量应大于第2列主推滚子。

内、外圈相对倾斜对圆柱滚子轴承负荷和接触应力的影响

应用经典的滚动轴承理论以及“切片法”的基本思想,采用Romax Designer工程分析软件对某大兆瓦风电机组齿轮箱圆柱滚子轴承负荷分布和接触应力分布进行分析,重点研究了内、外圈相对倾斜对轴承负荷分布和接触应力的影响。研究结果表明:随着内、外圈相对倾斜量的增大,最大载荷减小,负荷分布趋于均匀,同时滚子与套圈间的最大接触应力随之增大。

三排滚柱式转盘轴承微动分析

三排滚柱式转盘轴承缓慢摆动时滚子和滚道之间会产生微动损伤,严重时会引发滚道裂纹的萌生、扩展,甚至滚道剥落,加速转盘轴承失效。这里利用非线性弹簧代替滚子的有限元简化方法,对比滚子压缩试验,获得滚子与滚道最大接触载荷,然后建立滚子与滚道接触的局部有限元模型,研究圆柱滚子在微动情况下纯滑动工况、纯滚动工况及滑动-滚动工况的损伤情况,分析摩擦系数和滑动位移对等效应力、交变应力和接触应力影响,为工程实际选型提供参考。

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。

外圈偏置对航空圆柱滚子轴承性能的影响分析

轴承外圈偏置是转子不对中的一种主要形式。为了便于分析外圈偏置对轴承性能的影响,选用航空发动机圆柱滚子轴承作为研究对象,通过数值仿真计算和试验分析得到外圈偏置对圆柱滚子轴承寿命的影响。结果表明,相同载荷条件下,随着轴承外圈倾斜角度变大,圆柱滚子所受接触应力变大,轴承寿命减小。理论分析与试验结果具有较好的一致性,为滚子轴承装机性的判别提供了参考。

三排圆柱滚子轴承接触特性分析

建立三排圆柱滚子轴承的接触力学模型,计算分析三排圆柱滚子轴承在复合载荷下的接触载荷、最大接触应力及次表面应力的分布,以便确定每列最大载荷滚子所在的位置角。研究结果表明:第一排与第二排滚子承载区域相差180°左右,且第一排滚子承载的数量多于第二排;第三排滚子承受所有径向力,其滚子的接触应力远大于第一排和第二排。因此,适当增大第三排滚子的直径,有利于延长轴承疲劳寿命。

圆柱滚子轴承旋转精度数值计算及试验研究

针对圆柱滚子轴承旋转精度,提出了轴承外圈径向跳动数值计算方法,并对外圈滚道形状误差进行了试验研究。根据轴承元件运动及几何关系,建立了轴承外圈径向跳动数值计算模型,分析了外圈滚道圆度误差幅值、圆度误差阶次、滚子个数以及径向游隙对轴承旋转精度的影响规律,并验证了模型的正确性。分析结果表明,外圈滚道圆度误差幅值对轴承旋转精度影响较大;当轴承外圈圆度误差阶次与滚子个数满足特定关系时,轴承旋转精度显著降低;对于外圈滚道圆度误差波形变化较剧烈的圆柱滚子轴承,滚子个数对其旋转精度影响较大。对轴承外圈滚道圆度误差试验研究结果表明,外圈滚道圆度误差服从正态分布;轴承外圈滚道圆度误差幅值随圆度误差阶次呈指数曲线变化;获得了外圈径向跳动与外圈滚道谐波分布参数的函数关系式,可用于外圈径向跳动的预测。

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。

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。

圆柱滚子轴承滚道圆度误差对旋转精度的影响

在圆度误差评定算法研究的基础上,探讨了圆柱滚子轴承内圈滚道圆度误差对旋转精度的影响,根据轴承零件的几何关系建立数学模型,详细阐述了算法原理及步骤,利用Visual C++编制相应的程序,对圆柱滚子轴承的运动状态进行数值仿真和模拟,分析不同的滚道圆度误差对其旋转精度的影响规律。

轴承滚道局部故障与其振动特性的影响研究

考虑到滚动轴承结构的复杂性,为了便于分析,现有故障分析模型引入了过多假设,并无法真实滚子与滚道故障区域之间的作用机理以及滚子的运动状态。为了弥补这一不足,针对圆柱滚子轴承支撑旋转机械系统,以Gupta模型为基础建立高效实用的故障轴承系统动力学模型。在该模型中,放弃以往模型中滚子匀速公转假设,考虑滚子与滚道之间的滑动作用,以及各部件的重力和离心力等因素的影响,并引入半正弦函数描述轴承内滚道和外滚道局部故障,最后采用变步长龙格-库塔方法进行求解,分析了滚道故障对轴承振动特性和滚子运动特性的影响规律,为圆柱滚子轴承故障诊断提供了理论依据。

圆柱滚子轴承的静态应力分析

圆柱滚子轴承在载荷作用下的应力分析 ,是典型的边界非线性的接触问题。其特点和难点在于接触边界和接触力事先是未知的。文中提出一种新的求解带摩擦接触问题的数值算法 ,即拟高斯迭代法 ,并研制了一套求解接触问题的非连续有限元程序。应用该程序求解圆柱滚子轴承在受载情况下的应力 ,计算结果与光弹实验结果有良好的一致性 ,表明这种算法和程序是可靠的。有限元分析和光弹实验均表明 ,最大拉应力产生于外圈滚道面 ,而且外圈外表面应力变化幅度远小于滚道表面应力变化幅度 ,因而正常情况下不会发生外圈外表面损坏先于滚道表面的现象 。

凹坑型织构对81107-TN推力圆柱滚子轴承干摩擦性能的影响

为深入研究凹坑型织构对滚动轴承“外圈-保持架-滚动体-内圈”系统摩擦磨损性能的影响,以81107-TN推力圆柱滚子轴承为研究对象,通过在轴圈滚道表面制备凹坑型织构,在MMW-1A型万能摩擦磨损试验机上进行试验,揭示了不同凹坑直径(200,250,300μm)和深度(4,8,12μm)时轴承的干摩擦磨损行为,同时,结合试验前后滚道磨损表面的表征,探讨了凹坑型织构对推力圆柱滚子轴承摩擦磨损性能退化的影响。结果表明:凹坑织构化试验过程中在滚道表面形成一层尼龙膜保护接触面,减少轴承磨损量;但织构轴承的摩擦因数与无织构轴承的相近,甚至更大;当凹坑直径为300μm、深度为8μm时,与表面无织构轴承相比,织构轴承具有优异的耐磨性,磨损量可减少61.57%。

高速动车组轴箱轴承外圈滚道面变色原因分析

针对某型动车组轴箱轴承外圈滚道面变色问题,从轴承精度、游隙及变色区硬度、金相组织、表面成分等方面进行检测,分析滚道面变色原因。通过检测分析确定,轴承外圈滚道面变色原因是少量润滑脂油膜沉积所致,不影响轴承继续使用。

机床主轴用双列圆柱滚子轴承预紧的研究

从刚度、动态特性和温升三方面分析了双列圆柱滚子轴承的预紧量。提出了对ＮＮ３０２０Ｋ和２３４４２０轴承预紧量的要求。

三瓣波滚子轴承试验方案的分析与改进

介绍了某型号航空发动机三瓣波滚子轴承的结构特点,针对轴承试验故障及失效模式,分析故障原因,提出了试验改进方案,并进行验证和对比。结果表明,改进方案合理可行。

基于DesignLife的风电主轴用三排圆柱滚子轴承疲劳寿命计算

针对三排圆柱滚子轴承传统疲劳寿命理论计算方法复杂的问题,提出一种基于ANSYS Workbench和ANSYS nCode DesignLife软件预测三排圆柱滚子轴承疲劳寿命的数值模拟方法。以某2 MW风力发电机组主轴用三排圆柱滚子轴承为例进行分析,基于Workbench对三排圆柱滚子轴承在极限载荷下的应力进行有限元分析,由DesignLife无缝读取应力分析结果,进而预测其疲劳寿命。结果表明:理论计算与数值模拟法误差为5. 3%,在允许范围之内,说明数值模拟方法的正确性。