高速脂润滑角接触球轴承结构参数的设计研究

高速脂润滑角接触球轴承在机床和加工中心等领域应用广泛。为实现国产化代替,通过建立高速脂润滑角接触球轴承拟动力学模型,以离心力、轴向刚度、旋滚比、接触应力为目标函数,对轴承接触角、沟曲率系数、滚动体直径、滚动体数量和材料等结构参数进行设计研究,并对设计后的H7020-2RZ轴承进行温升性能和极限转速试验,结果表明满足要求。

航空高速电机用深沟球轴承失效分析

某高速电机用深沟球轴承在工作短时间内出现保持架断裂故障。采用表面形貌观测、断口分析、化学成分分析和试验验证等方法,对故障轴承保持架断裂原因进行了分析。结果表明:故障轴承在过大的轴向力和润滑不足的综合作用下,加速了钢球与滚道间的磨损,使轴承产生运转阻滞,导致钢球对保持架的作用力增大,最终造成轴承保持架在薄弱处断裂失效。本文的研究结果为同类型失效轴承的设计改进和使用提供了指导。

带内齿的谐波减速器专用交叉滚子轴承设计及其表面淬火加工技术

随着谐波减速器行业的不断发展,如何实现整机体积更小、重量更轻变得至关重要。利用一种交叉滚子轴承的新设计理念,将轴承与其他连接部件设计为整体结构,可实现谐波减速器整机轻量化的目的。在产品研制过程中,利用无软带表面技术,可实现滚道硬度高、齿韧性好的目的。

基于相似理论的激光表面淬火大型风电主轴轴承性能试验

针对大型风电主轴轴承激光表面淬火后试验验证困难的问题,提出基于相似理论的轴承试验方法。首先,推导了原型轴承与缩比轴承之间各物理量的关系;然后,开展激光表面淬火与传统表面淬火2种不同工艺处理的缩比轴承加速寿命试验,通过对比2种缩比轴承试验前后的润滑脂和游隙变化量考核加速寿命试验中的轴承性能;最后,基于相似理论将试验结果推广至原型轴承。试验结果表明,激光表面淬火轴承的服役性能优于传统表面淬火轴承,验证了激光表面淬火工艺在大型风电主轴轴承表面强化加工中应用的可行性。

海上风电轴承防腐喷涂工艺及涂层性能分析

为满足海上风电轴承防腐寿命大于25 a的需求,对风电轴承防腐喷涂工艺及性能展开了研究。对风电轴承钢喷涂前处理工艺进行了优化,选择了喷锌层厚度及中间漆、面漆类型,研究了不同喷漆层组合的结合力和耐蚀性,结果表明:基体表面清洁度等级为2.5~3.5,表面粗糙度Rz值为80~125μm时,防腐层的结合力可以满足不小于5 MPa的要求;基体采用“喷锌+聚酰胺环氧漆+双组份聚氨酯漆”的防腐层组合时,耐中性盐雾试验和湿热试验的时间均大于2400 h,可以满足海上风电轴承耐久性设计年限要求;采用优化工艺进行防腐喷涂处理,各项指标均能达到相关标准要求。

避免气帘效应的超高速电主轴轴承润滑技术

阐述了d_m·n值超过2.0×10~6mm·r/min的超高速电主轴轴承的油气润滑机理,分析了轴承腔内的气帘效应,重点介绍了目前较先进的几种润滑新技术,并对其加工成本、环保性和综合性能进行总结。

氮化硅陶瓷滚子轴承的高速性能试验

为了对比分析普通钢制滚子轴承和混合陶瓷滚子轴承的高速性能,对套圈材料为8Cr4Mo4V、保持架材料为铝青铜、滚子材料分别为8Cr4Mo4V钢和氮化硅的2种轴承进行了试验。结果表明:在相同工况下,混合陶瓷滚子轴承不仅高速性能远优于全钢轴承,且功率消耗明显低于全钢轴承。

原材料及固化工艺对滚动轴承用保持架材料多孔酚醛胶木管性能的影响

采用正交试验设计方法,运用数据处理软件,分析研究了滚动轴承用保持架材料多孔酚醛胶木管生产用原材料及固化工艺对材料孔性能和力学性能的影响。结果表明:发泡体系和棉布的选用对多孔酚醛胶木管的性能影响最为显著;亚硝基类发泡体系生产产品的孔隙率和含油率均高于黄酰肼类发泡体系;高支纱棉布生产产品的径向拉伸强度相对较高,孔径偏低;轴向压缩强度随材料孔隙率的增大而降低。

温湿度对多孔含油胶木保持架性能的影响

研究了温湿度对多孔含油胶木保持架的含油率、尺寸和拉伸强度等关键指标的影响规律,结果表明:随温度升高,多孔含油胶木保持架出现一定程度的出油现象,保持架含油率降低,含油率下降速率与保持架初始含油率和孔径有关,尺寸变化率不大于0.1%,拉伸强度变化浮动在1%以内;多孔含油胶木保持架在高湿度环境下吸湿后,内外径均有所增大,尺寸变化率不大于0.2%,拉伸强度降低率不大于3%;高湿度对多孔含油胶木保持架尺寸和拉伸强度的影响大于温度。

风电主轴承失效分析与优化设计

风电主轴承是风力发电机组的核心部件,其性能直接影响风机可靠性和寿命。通过对4MW风电调心滚子主轴承进行材料、热处理质量、扫描电镜检测分析,结合Romax轴系仿真模型分析轴承两条滚道的受力状态,结果表明受轴向力、倾覆力矩联合作用,轴承出现偏载是导致一侧滚道疲劳的主要原因。对调心滚子风电主轴承进行优化设计并仿真分析,结果表明通过改变接触角进行非对称设计,可改善轴承受力状态。风电主轴承的失效分析与优化设计研究,可为大功率风电主轴承设计提供参考。

超高速轴承H7014C/HQ1P4性能试验研究

对2套H7014C/HQ1P4轴承在喷射润滑下进行了高速性能试验,通过检测轴承在不同转速、轴向预紧力及供油油压下的温升及主机振动,分析三者对温升及主机振动的影响规律。结果表明:低速时,轴承温升变化小,预紧力对轴承温升及主机振动影响不大;高速时,轴承温升明显增大,预紧力、供油压力对轴承温升及主机振动影响均增大,且预紧力不能过小;供油压力增大可以降低轴承温升,当达到一定值后,效果不明显;转速在24 000 r/min以内,轴承高速性能良好。

高速斜撑超越离合器楔合动态响应研究

针对斜撑式超越离合器高速楔合容易产生故障的实际情况,对其楔合动态过程进行研究。工作过程中,斜撑式超越离合器内部楔块之间、楔块与内外环间以及各部件同保持架间存在碰撞。首先基于Hertz接触理论,求解了碰撞刚度,为明确各参数对高速斜撑超越离合器动态响应的影响程度,建立了包括楔合延迟时间、冲击力矩、最大转速差等在内的评价指标。同时,将高速斜撑超越离合器的楔合动态过程进行划分,以研究几何参数对不同响应阶段的影响。最后,开展了楔块与内环的摩擦条件、弹簧力、碰撞刚度、阻尼和负载等对高速斜撑超越离合器楔合动态响应的研究。结果表明,不同参数对所定义的评价指标的影响程度不同,极端情况下可导致楔合失败。该研究可为工程实践提供一定的理论参考和指导。

滚动轴承设计技术研究现状及发展趋势

对国内外轴承理论研究及设计技术的现状进行分析并展望其发展趋势。基础理论和技术研发方面的持续巨额投入、多学科研发技术的全球化布局、功能强大的仿真分析设计软件的开发是国外轴承设计技术长足发展和持续领先的基础;经验类比设计、测绘反求设计、计算机辅助设计、专业软件分析设计则是国内轴承设计技术发展的主要阶段。对减摩设计、可靠性设计、极限设计、智能化设计及全寿命周期设计等轴承设计技术的未来发展趋势进行了较为详细的分析。

高氮不锈轴承钢G30Cr15Mo1SiN淬火及常规回火工艺与性能

本文对高氮不锈轴承钢G30Cr15Mo1SiN(简称G30)的淬火温度、冷处理温度、常规回火温度与硬度和残余奥氏体之间的关系进行了详细试验研究,结果表明,该钢淬火及常规回火的最佳热处理工艺为1020℃淬火+-78℃冷处理+150℃±20℃回火×1次~2次,其硬度达到58HRC以上,组织为细小针状马氏体+未溶的碳化物颗粒+残余奥氏体组成,残余奥氏体含量为12%左右。

高湿度对轴承外圈等离子喷涂氧化铝涂层绝缘性能的影响

采用等离子喷涂法在轴承外圈表面喷涂氧化铝陶瓷涂层,对涂层做后续处理,进行高湿度试验,测量绝缘电阻,并对喷涂粉末和陶瓷涂层做XRD和SEM分析。结果表明:氧化铝陶瓷涂层的外圈做封孔处理可以提高涂层在高湿度环境下的绝缘性能,但由于涂层中存在孔隙和亚稳定γ-Al2O3相,涂层仍对高湿度环境有一定的敏感性。

高温高压水介质轴承试验台设计与应用

针对高温高压水介质轴承试验台系统的设计和测试进行了探究,重点介绍了试验台系统的组成、各系统的配置等多模块化设计和联动功能。以核反应堆中控制棒驱动机构轴承为试验对象,在300℃、15 MPa高温高压条件下,利用该试验平台对水介质轴承进行40 h长寿命性能测试。通过对轴承性能和耐久性寿命的长期考核以及试验过程中的转速、扭矩、温度、压力等参数的监测,验证该试验平台的可靠性和稳定性满足设计要求。为我国国产化高温高压轴承的设计和稳定性提供了可靠的支撑和参考。

基于多物理量集成的智能轴承监测系统

针对国内现有智能轴承技术监测信息单一,智能化程度低的问题,以发展可工业应用的智能轴承为目标,研究了多物理量集成的智能轴承监测技术。通过充分考虑轴承工作及状态特点,设计了振动、温度、转速、声音等多物理量信息高度集成监测的智能轴承单元;根据智能轴承监测系统的功能,将其划分为供电模块、数据采集模块、最小系统、存储发送模块并进行相关模块的设计;设计开发上位机软件对监测系统采集的信号进行分析,实现对多套智能轴承监测信息的集中管理和处理;最后通过试验验证了所开发的智能轴承监测系统监测多物理量信息的有效性。

精密轴承用PEEK保持架结构及注塑工艺优化

针对原PEEK保持架兜孔无锁口,采用侧向抽芯机构进行注塑加工时外圆精度低的问题,将保持架兜孔分成内外两部分且设计为球面,注塑模具采用单分型面注塑模结构。并对注塑工艺浇口结构和浇口数量进行优化,基于正交试验得到最优工艺参数为模具温度180℃、熔体温度390℃、保压时间5 s和保压压力55 MPa。实际加工表明:外径面圆度不大于0.15 mm占86%;拉伸强度远高于65 MPa;200℃高温摩擦系数平均值为0.195,磨痕宽度平均值为0.9625 mm,磨损量平均值为0.1394 mm^(3);与相应公差等级套圈、球合套后,轴承旋转精度达到P4,振动值达到Z4。

石墨烯/多孔聚酰亚胺自润滑保持架材料的制备及其性能

为提高航天长寿命轴承用多孔聚酰亚胺(PPI)保持架材料的自润滑性能,采用机械混合和原位聚合的方式分别制备了石墨烯(GP)改性多孔聚酰亚胺材料,通过扫描电镜、压汞仪、万能拉伸试验机及摩擦试验机等设备对其微孔性能、力学性能以及摩擦学性能进行分析,结果表明:原位聚合能形成“蜂窝状”多孔结构,有利于制备低孔隙率和小孔径的多孔聚酰亚胺材料;石墨烯含量0.5%时,机械混合和原位聚合工艺所制得复合材料的拉伸强度均最高,较未改性PPI分别提高了13.0%和42.3%;石墨烯含量0.5%和1.0%时,原位聚合试样具有更优异的耐磨性,磨损量较未改性PPI分别降低了73.3%和47.8%。

某航空发动机轴承环下供油结构的润滑油收集率试验

针对某航空发动机轴承环下供油结构,开展转速、供油压力、润滑油喷射距离、喷射角度对润滑油收集率影响的试验,结果表明:该环下供油结构的润滑油收集率随转速的升高而降低,随供油压力的降低而降低,随喷射距离的增大而减小;喷射距离一定时,喷射角度21°时的润滑油收集率比32°时明显增大。