微型调心球轴承摆动工作特性分析及试验

分析了微型调心球轴承的高速摆动工作特性,建立轴承在径向载荷下的非线性静力学平衡方程组并求解,从而得到微型调心球轴承的负荷分布、支撑刚度、额定负荷、摆动寿命和摩擦力矩等特性指标。为了模拟轴承高速摆动和交变载荷的实际工况,研制一微型调心球轴承高速摆动寿命试验系统。该系统通过曲柄导杆机构实现高速摆动工况,采用飞轮减低机械系统的速度波动,通过正弦机构实现径向脉冲加载,采用测量切向力的方式监测摩擦力矩,采用红外温度传感器观测轴承温度变化。本研究的轴承理论分析与试验系统为微型调心球轴承工作特性指标的确定提供依据,也为其他微型轴承的研究提供参考。

微型制冷机连杆轴承温度场分析

以某高速摆动工况下应用的微型制冷机连杆轴承为研究对象,对其进行受力分析,计算轴承的接触变形、载荷分布、摩擦力矩,并基于ABAQUS建立高速摆动工况下连杆-轴承摆动系统温度场模型,分析径向载荷、摆动频率及摆动角度对轴承最高温度的影响,结果表明:随径向载荷、摆动频率、摆动角度增大,轴承最高温度增大,与摆动系统试验台验证结果一致,说明了仿真模型的正确性。

不同工况下高速角接触球轴承-刚性转子系统动力学耦合特性分析

根据建立的高速角接触球轴承-刚性转子系统动力学数值仿真模型,以某仪表轴承支承的转子系统为算例,分析了考虑转子振动与否对系统动力学性能的影响,并详细探究了轴向载荷以及转速对转子振动、轴承内部载荷分布及旋滚比、保持架的受力和质心运动以及磨损情况的影响。结果表明:考虑转子振动时,在纯轴向载荷下,轴承各位置处的球载荷也会存在差异,且保持架质心运动包含内圈频率,运动稳定性变差;随着轴向载荷的增大,转子振动逐渐减弱,轴承打滑减小,但由于轴承球载荷的增大,内、外圈滚道磨损呈现先减小后增大的趋势,并在轴向载荷为4 N时磨损最小;保持架稳定性和磨损则均随着轴向载荷的增大而增大;随着转速的增大,转子振动加强,内、外圈沟道及保持架磨损均加剧,保持架稳定性先增强后减弱,且在转速达到40000 r/min后,轴承磨损和保持架稳定性急剧恶化。