超低温滚动轴承材料摩擦特性试验研究

利用高速旋转式摩擦磨损试验机,在超低温液氮环境下测试了Ag、聚四氟乙烯(PTFE)和MoS_(2)涂层在不同接触应力和不同滑动速度下的摩擦特性。使用XM-200型表面形貌仪、JSM-7800F型扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析了钢盘的磨痕形状及主要成分,探究了超低温环境下3种涂层的摩擦系数及磨损机理。结果表明,在2种滑动速度(高滑动速度2 m/s和低滑动速度0.4 m/s)条件下,有涂层时的摩擦系数变化范围不大,无涂层润滑时的摩擦系数则受滑动速度影响较大,其中MoS_(2)和PTFE涂层的减摩效果最好;同种工况下3种涂层的磨损量随着载荷的增大而增大,PTFE在超低温环境下耐磨性较差,磨损量较大,钢对MoS_(2)涂层的磨损量最小,钢对Ag涂层次之,说明Ag和MoS_(2)在超低温环境下均表现出良好的耐磨性,磨损量较小。

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。

无装配条件下角接触球轴承旋转精度测量方法研究

角接触球轴承旋转精度检测需在合套状态下进行,增加了检测工序,不满足设计要求的轴承还需重新进行套圈配对。通过分析套圈接触状态,根据几何关系,建立了套圈精度参数解析模型。以7006型号为例,检测了套圈9个周向均布点的精度参数,计算得出的成品轴承径向跳动与旋转精度测量仪检测结果一致。为了得到旋转精度变化规律,采用4种曲线拟合轮廓,分别计算径向跳动变化,线性拟合函数得到的轮廓与检测结果接近。研究了沟曲率半径、沟底直径和壁厚差与旋转精度的关系,沟底直径分布规律影响旋转精度最明显,沟曲率半径几乎没有影响。文中方法可以实现仅检测套圈精度参数条件下即可得到成品轴承旋转精度,不仅有助于套圈配对,还避免了反复拆套合套。

洛阳轴承产业集群问题研究

分析了洛阳轴承产业集群的发展现状及存在的问题,提出了"十一五"期间做大做强洛阳轴承产业集群的基本思路和对策。

折返式弹支一体化球轴承刚度研究

基于赫兹接触理论、弹性流体动压润滑理论和滚动轴承动力学理论,建立了折返式弹支一体化球轴承的刚度计算模型,并使用SARB轴承动力学仿真软件进行求解。研究了径向载荷、轴向载荷、内圈转速等轴承工况参数以及鼠笼笼条宽度、厚度等结构参数对轴承及折返式弹支一体化球轴承刚度的影响,并与有限元法得到的刚度结果进行了比较,2种方法的偏差范围为5%~16%。研究结果为折返式弹支一体化球轴承的刚度计算和结构优化提供了理论依据。

滚动轴承旋转精度测量实验设计

为提升“新工科”专业人才培养质量,满足行业对毕业生解决复杂工程问题能力的要求,以滚动轴承旋转精度测量为例,设计一项包含理论建模、测量数据研究、软件开发的工程实验。基于角接触球轴承旋转精度检测时的接触关系,建立径向跳动值和轴向跳动值计算解析模型。选取9个均布位置检测轴承套圈设计参数,利用傅里叶级数对测量数据进行轮廓拟合,设计旋转精度计算流程并进行编程计算,得出旋转精度变化规律。计算与测试结果一致,遵循国家标准开展实验,与工程问题无缝衔接,实施过程具有创新性,强化实验对人才培养的支撑作用。

高端轴承试验资源共用共享研究

在对国内轴承行业相关企业调研及相关专家座谈的基础上,从政策支撑、平台共享、利益分配、复合型人才等方面系统分析了制约国内高端轴承试验资源共用共享的现状及影响因素,并从制度建设、资源优化整合、人才共享等方面就高端轴承共享平台建设提出了建议、措施,为我国高端轴承试验资源实现共享建言献策。

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。

联合载荷作用下精密轴系角接触球轴承钢球与保持架动力学行为分析

针对联合载荷作用下精密轴系角接触球轴承钢球与保持架的相互作用行为,基于滚动轴承动力学理论建立了精密轴系动力学分析模型,分析了转速、载荷、轴承结构参数对钢球与保持架动力学行为的影响,并通过保持架转速试验验证了模型的准确性,结果表明:力矩载荷对钢球与保持架动力学行为的影响程度较径向载荷明显;在径向载荷作用下,当转速小于40000 r/min时钢球与保持架的作用力随轴向预紧力增大而增大,当转速大于40000 r/min时钢球与保持架的作用力随轴向预紧力增大先减小后增大;在力矩载荷作用下,钢球与保持架的作用力随着力矩载荷的增大先增大再减小而后急剧增大;增大保持架兜孔间隙与外沟曲率半径系数有利于减小钢球与保持架的作用力。

高铁轴承钢的技术质量特性识别及重点研制方向

从相关标准规范、主要故障模式及在用轴承技术状态等多个维度对高铁轴箱轴承用钢的技术性能要求进行了梳理,进而对其核心技术质量特性进行了识别,即“强韧性、抗疲劳、耐磨性”,并对自主化研制高铁轴承钢的技术路线及改进方向给出了建议。在现阶段,集成渗碳钢与“真空脱气+电渣重熔”冶炼方法的优势,是最具合理性与可行性的解决方案。

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。

控制轴承套圈热处理脱碳层深度的方法

在轴承套圈的马氏体分级盐浴热处理中,在确保可控气氛质量的前题下,对轴承套圈在辊棒炉热处理过程中的质量控制及设备特点进行分析,重点解决质量管控难点——脱碳层深度的控制方法。

轴承动态刚度测量方法及测量设备研究

作为机床主轴的核心零件,轴承的动态刚度对机床加工精度至关重要。为模拟机床主轴轴承的工况,测量轴承运转过程中的动态刚度,设计了一种能够对多种组配形式的轴承轴向或径向动态刚度进行测量的轴承动态刚度测量仪。该测量仪有柔性驱动系统驱动、伺服电缸加载、直线旋转运动轴系传递载荷和旋转,测量系统能够实时监测轴承转速、载荷和被测轴承变形量等数据,从而计算出被测轴承的动态刚度。阐述了测量仪的工作原理、测量主体、柔性驱动系统、加载系统等关键系统的结构和工作方式,介绍了测量仪的技术特点,并通过试验验证了测量仪的可靠性。

高速机床轴承温升分析及试验研究

高速机床中的轴承摩擦热会引起滚动体变形、“烧轴”等现象,进而导致轴承疲劳寿命降低,影响设备正常运行。以高速角接触球轴承7003C为例,在高速角接触球轴承拟静力学分析的基础上,对轴承进行受力分析。利用局部法建立轴承的摩擦功耗计算模型;在传热学的基础上分析轴承系统传热,建立热传递模型;利用有限元软件建立轴承系统温升模型并进行温升仿真,分析转速、轴向力、润滑油温度对轴承系统温升的影响规律。最后,设计温升试验并与理论仿真进行了对比验证。结果表明,轴承转速增加、轴向力增大均会使轴承系统温升增加,钢球处温升最高,其次是内圈,最后是外圈;润滑油温度对轴承系统温度变化有重要作用。利用高速轴承温升试验机对轴承外圈温度进行试验研究,试验结果与仿真计算结果最大误差率为11.66%,验证了理论计算与模型仿真的合理性,为研究轴承疲劳寿命提供了一定参考。

热网络法和有限元法保护轴承热分析研究

在磁悬浮轴承系统中,悬浮转子会因突然断电而失去磁场力支撑,从而跌落到位于两端的保护轴承上,导致保护轴承内圈瞬间产生大量的摩擦热,使得保护轴承系统温度升高,影响保护轴承转动性能以及磁悬浮轴承的可靠性。根据轴承内部受载,得出轴承发热量,研究了保护轴承零件之间的生热及热传递关系。根据工况设置相应的热边界条件,运用有限元方法与热网络方法,对保护轴承进行热力学分析,获得保护轴承温度场分布,并对结果进行对比分析。结果表明:保护轴承的最高温度在背离开口的内圈端面处,外圈温度小于滚珠温度,滚珠温度小于内圈温度,内外圈温度分布不对称。

铁路货车轴承温升特性研究

热轴故障是铁路货车运行中常见的故障类型,为降低列车热轴故障的发生率,有必要对铁路货车轴承温升特性进行研究。在铁路货车轴承拟静力学分析的基础上,采用局部法,建立铁路货车轴承摩擦功耗计算模型,基于传热学理论,对铁路货车轴承系统进行传热分析,建立铁路货车轴承温升仿真模型,研究轴承工况参数和结构参数对铁路货车轴承温升特性的影响规律,并设计温升试验进行验证。结果表明:仿真结果与试验结果的最大误差为13.8%,轴承系统温升最高点位于第二列内圈大挡边与滚子球基面接触位置,轴承温升随着载荷、转速和内圈大挡边倾角的增大而增大,随着环境温度的升高而增大,随着滚子球基面半径的增大而减小。研究成果对铁路货车轴承的设计、使用具有一定参考价值。

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。