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。

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。

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。

航空发动机中央传动轴承试验机

现有航空轴承试验机不能模拟中央传动轴承的真实安装方式和承载工况,难以满足中央传动轴承的试验研究要求。研制了一种航空发动机中央传动轴承试验机,通过试验转接装置准确模拟中央传动轴承的真实安装情况,并通过内部齿轮副的啮合实现中央传动轴承的加载,能够避免现有试验机试验工况变化时转速与载荷变动不同步以及存在加载误差的缺陷。详细介绍了该试验机各系统的组成和功能,试验机调试结果表明,该试验机运行平稳,功能完备,满足试验设计以及使用要求。

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。

机体杆端轴承-密封单元的动力学特性

机体杆端轴承在往复摆动的过程中,密封圈磨损严重,导致润滑脂保持率低和轴承寿命短,影响飞机的飞行安全。针对这一问题,建立机体杆端轴承-密封单元系统的动力学模型,分析工况条件(摆动频率、摆动振幅及轴承腔内温度)对系统密封性能的影响以及密封单元参数(密封圈内径、密封圈厚度、橡胶材料硬度、金属骨架轴向尺寸、金属骨架内径)对轴承摩擦力矩的影响规律,结果表明:密封圈与轴承内圈的最大接触应力随轴承腔内温度升高而减小,随轴承摆动频率和摆动振幅增大而线性增大;机体杆端轴承的摩擦力矩随橡胶密封圈厚度和橡胶材料硬度的增大而增大,随金属骨架轴向尺寸和内径的增大而减小,随密封圈内径增大而产生波动,密封圈内径应小于9.5 mm以避免摩擦力矩急剧增大。结合分析结果对密封单元进行增效设计,密封特性及摩擦特性试验结果表明,增效设计后,密封单元的润滑脂保持率提升了17.3%,轴承启动力矩下降了21.6%。

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。

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。

凸缘外圈双内圈双列角接触球轴承内圈修磨量的控制方法

根据双内圈角接触球轴承的结构特点,介绍了精确测量凸出量的方法和内圈小端面修磨量的计算方法,推导出理论修磨量的计算方法。并根据修磨量理论计算方法分析了影响修磨量的尺寸参数。为保证最优内圈修磨量,通过实例介绍了设计和加工制造过程中各设计参数的选取方法。

X30CrMoN15-1钢制双列调心滚子轴承外圈感应淬火工艺数值模拟及参数优化

利用DEFORM有限元软件对某型号双列调心滚子轴承外圈感应淬火进行模拟,采用响应曲面法对工艺参数进行优化,并根据优化后工艺参数得到深冷处理前后滚道中心和密封槽底淬硬层深度以及滚道中心次表面残余压应力。结果表明:二次响应曲面能够很好地拟合外圈感应淬火模拟结果,淬硬层深度各影响因素显著程度由高到低依次为电流频率、电流密度和线圈转速,残余压应力各影响因素显著程度由高到低依次为线圈转速、电流密度和电流频率;最优工艺参数为线圈转速0.049 r/min、电流频率246.667 kHz和电流密度6.5×107 A/m2;深冷处理后,滚道中心淬硬层深度、密封槽底淬硬层深度、滚道中心次表面残余压应力以及滚道表面硬度分别为1.642 mm,0.608 mm,120 MPa和62.5 HRC;深冷处理能够有效增加淬硬层深度,降低残余压应力并提高淬火硬度;数值模拟结果与试验结果相比,误差在13%以内,具有良好的一致性。

双列圆锥滚子轴承的轴向游隙测试试验

采用标准规定的“分体法”,用户经常使用的“整体法”以及一些国外公司采用的“凸出量法”测量并计算双列圆锥滚子轴承的轴向游隙,以比较不同测量方法的数据差异,结果表明“凸出量法”是效率较高的准确测量方法,且可推广至四列圆锥滚子轴承轴向游隙的测量中。

双列圆锥滚子轴承内圈闭式轧制成形机理研究

由于双列圆锥滚子轴承内圈截面的复杂性导致环件在轧制成形过程中难以控制,经常出现轧制缺陷。针对圆锥滚子轴承内圈复杂截面这一特点,运用Deform-3D模拟软件建立了内圈环件轧制三维有限元模型,对环件初轧、主轧以及精整成形进行了分析,揭示了内圈在轧制成形过程中的应力应变变化规律,为生产中产品缺陷的分析以及毛坯结构设计提供理论依据。

双列调心凹面滚子轴承接触载荷分析

在考虑滚子与套圈、滚子与保持架以及保持架与引导套圈作用力的条件下,建立双列调心凹面滚子轴承动力学模型。以某双列调心凹面滚子轴承为研究对象,与静力学分析模型滚子最大接触载荷计算结果对比,验证了模型的正确性。并分析了工况条件(轴向载荷、径向载荷、倾覆力矩、转速)和结构参数(滚子数量、滚子长度、径向游隙)对滚子最大接触载荷的影响,结果表明:随轴向载荷增大,一列滚子受力增大,另一列滚子受力减小;随径向载荷增大,滚子最大接触载荷增大;随倾覆力矩增大,2列滚子接触载荷几乎不变;随转速增大,滚子最大接触载荷增大;随滚子数量增多和滚子长度增加,滚子最大接触载荷减小;随径向游隙增大,滚子最大接触载荷呈先减小后增大趋势。

双滚道轴承套圈动态控制磨削

针对双滚道滚动轴承套圈磨削加工过程中存在的问题 ,提出了动态控制磨削加工法。使用新的加工方法 ,能够确保两滚道尺寸的一致性 ,为提高轴承的装配质量 ,尤其是两滚道的装配游隙提供了保证。

高速列车转向架轴箱轴承的热分析建模与仿真

以CRH2动车组的动力转向架的轴箱轴承(密封双列圆锥滚子轴承)为研究对象,利用温度场和热应力场的耦合关系,对该轴承建立了温度场和热应力分布的数值模型,再通过Matlab软件对建立的模型进行仿真分析和验证。结果表明:所采用的分析方法是合理、可行的,为后续的高速机车转向架传动装置中轴承的设计时的动态分析提供了一定的指导作用。

铁路货车轴箱轴承的二维稳态温度场分析

建立圆柱滚子轴承生热计算模型,并基于传热学中的Fourier导热定律,通过MATLAB完成了轴承中各温度节点的划分及各节点热平衡方程创建,实现了利用理论计算铁路货车轴箱轴承二维稳态温度场。以某机车用双列圆柱滚子轴承为例,利用理论计算模型对轴承温度场进行分析。经试验验证,轴承温度分布与理论计算结果相符合,说明了理论计算模型的正确性。

高速机车轴箱轴承温度场分析

采用改进切片法建立双列圆柱滚子轴承摩擦功耗计算模型,在此基础上建立双列圆柱滚子轴承传热模型,基于有限元方法分析轴承温度场分布,并用试验法进行验证。某机车用双列圆柱滚子轴承的分析结果表明:轴承温度分布的仿真结果与试验误差不超过10%;外圈温度随速度增加而升高;纯径向载荷下,越靠近承载区,外圈温度越高。

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。

双列角接触球轴承轴向游隙计算与合套选配

为使自动合套机合套后的双半内圈双列角接触球轴承的轴向游隙在规定范围内,根据该轴承结构的几何关系及相关内、外圈沟道简易轴向位置综合测量值,将轴向游隙经典计算公式做泰勒展开后,得到了轴向游隙近似计算方法。并据此提出一种合套选配方案,编写出相应的程序,经新研发的某轴承自动合套机使用验证,装配合套的轴承既能满足轴向游隙要求,又能满足高合套率要求。