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风电齿轮箱用润滑油流变特性试验研究

轴承 2024年

作者：雷申马子魁栗心明翟绍鹏邓四二舍弗勒(上海)贸易有限公司(研发中心) 青岛理工大学机械与汽车工程学院河南科技大学机电工程学院

为了测量对比不同类型风力发电机用齿轮油的流变特性及润滑性能，本文在球-盘点接触光干涉润滑油膜与摩擦力测量装置上，对不同类型润滑油(PAG油、PAO油和矿物油)进行油膜厚度和摩擦系数的同步测量。采用光干涉法测定润滑油的压力-粘度... 详细信息

为了测量对比不同类型风力发电机用齿轮油的流变特性及润滑性能，本文在球-盘点接触光干涉润滑油膜与摩擦力测量装置上，对不同类型润滑油(PAG油、PAO油和矿物油)进行油膜厚度和摩擦系数的同步测量。采用光干涉法测定润滑油的压力-粘度系数。分析了不同滑滚比和卷吸速度下的摩擦系数变化规律，并结合最小膜厚明确了润滑状态与热效应机制。比较不同类型润滑油Stribeck曲线中摩擦系数的变化，分析润滑剂润滑性能优劣。

关键词：流变特性压力-粘度系数摩擦系数润滑油润滑性能

磁悬浮轴承系统跌落转子-保护轴承的动态响应分析

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轴承 2024年第3期 43-51页

作者：马子魁赵东旭倪艳光舍弗勒贸易(上海)有限公司(安亭轴承研发中心) 上海201804 河南科技大学机电工程学院河南洛阳471003

保护轴承是磁悬浮轴承系统发生失稳、掉电等故障后保护系统的重要部件,其动态性能直接影响磁悬浮轴承系统的安全性和可靠性。通过有限元软件Abaqus和舍弗勒轴承动力学软件Caba3D建立了柔性转子和保护轴承的动力学模型,开展了从转子开始... 详细信息

保护轴承是磁悬浮轴承系统发生失稳、掉电等故障后保护系统的重要部件,其动态性能直接影响磁悬浮轴承系统的安全性和可靠性。通过有限元软件Abaqus和舍弗勒轴承动力学软件Caba3D建立了柔性转子和保护轴承的动力学模型,开展了从转子开始跌落到转子-保护轴承系统相对稳定状态的动态响应研究,分析了转子和保护轴承内圈转速、转子质心轨迹、转子与保护轴承内圈的碰撞力、球之间的碰撞力、球与内圈之间滑动速度随时间的变化过程。结果表明:在转子的驱动下,保护轴承内圈转速先以极高的加速度升高,当内圈转速与转子接近时,转子和内圈转速又以极低的减速度降低;当保护轴承内圈加速时,转子的质心轨迹紊乱,转子与内圈的碰撞力较大,并且内圈与球之间的滑动速度随着时间增加逐渐增加;当保护轴承内圈减速时,转子与内圈的碰撞力较小,并且内圈与球之间的滑动速度随着时间增加逐渐降低。

关键词：滚动轴承保护轴承磁悬浮轴承系统转子跌落动力学模型动态响应 Caba3D

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贫油工况下滑动轴承弹流润滑特性分析

机械传动 2024年第1期48卷 105-110,158页

作者：赵东旭倪艳光马子魁河南科技大学机电工程学院河南洛阳471003 舍弗勒贸易(上海)有限公司研发中心上海201804

随着风力发电机组的功率增加,滑动轴承在风电齿轮箱中的使用优势逐渐突显。当风力发电机组内的轴承润滑系统堵塞或供油不足时,滑动轴承将长期处于贫油润滑状态。为了研究滑动轴承的贫油润滑特性,基于Reynolds方程和Reynolds边界条件,考... 详细信息

随着风力发电机组的功率增加,滑动轴承在风电齿轮箱中的使用优势逐渐突显。当风力发电机组内的轴承润滑系统堵塞或供油不足时,滑动轴承将长期处于贫油润滑状态。为了研究滑动轴承的贫油润滑特性,基于Reynolds方程和Reynolds边界条件,考虑油膜压力作用下轴套的弹性变形,建立了贫油润滑状态下滑动轴承的计算模型;对比了计入弹性变形和不计入弹性变形的滑动轴承贫油润滑性能;分析了轴套弹性模量和供油量对滑动轴承贫油润滑性能的影响。结果表明,计入弹性变形后的最小油膜厚度位置位于轴套两侧,更加符合实际情况;随着轴套材料弹性模量的增加,轴颈偏心率逐渐减小,最大油膜压力逐渐增加,最小油膜厚度逐渐增加;随着供油量的增加,轴颈偏心率逐渐减小,最大油膜压力逐渐降低,最小油膜厚度逐渐增加。

关键词： Reynolds方程贫油滑动轴承弹流润滑

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滚动轴承润滑研究中的几个问题

轴承 2024年第5期 1-20页

作者：郭峰栗心明娄文静马子魁付永强青岛理工大学机械与汽车工程学院山东青岛266520 中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室兰州730000 舍弗勒(上海)贸易有限公司研发中心上海201804

滚动轴承是高端装备中不可缺少的重要部件,轴承润滑问题的研究为滚动轴承设计、润滑剂选择、轴承可靠服役等提供理论基础。针对滚动轴承润滑相关的几个科学问题,重点概括了滚动轴承润滑数值计算方法及应用,总结了润滑油膜厚度和轴承内... 详细信息

滚动轴承是高端装备中不可缺少的重要部件,轴承润滑问题的研究为滚动轴承设计、润滑剂选择、轴承可靠服役等提供理论基础。针对滚动轴承润滑相关的几个科学问题,重点概括了滚动轴承润滑数值计算方法及应用,总结了润滑油膜厚度和轴承内部润滑介质流动分布可视化测量技术,阐述了与润滑脂组分相关的机械剪切与温度等参数对润滑特性的影响机制,介绍了滚动轴承固体润滑机制,并从工程设计角度分析了轴承的润滑设计。基于当前研究现状,认为轴承润滑研究应重点面向真实条件下轴承润滑理论计算、与应用工况匹配的先进润滑材料的开发以及轴承润滑评测方法研发3个方面进行发展。

关键词：滚动轴承润滑弹性流体动力润滑可视化润滑脂固体润滑

高速列车轴箱轴承载荷反演模型及关键参数优化匹配

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振动与冲击 2024年第4期43卷 52-60页

作者：唐嘉池茂儒杨晨马子魁姚雪松罗赟西南交通大学牵引动力国家重点实验室成都610031 舍弗勒贸易(上海)有限公司上海201800

卡尔曼滤波作为状态最优估计算法,可应用于高速列车轴箱轴承载荷反演中,准确建立反演模型的同时,滤波参数的选取也是反演的关键。首先推导了转臂轴箱装置的17自由度垂向和横向车辆动力学模型,提出并验证了基于卡尔曼滤波算法的轴承载荷... 详细信息

卡尔曼滤波作为状态最优估计算法,可应用于高速列车轴箱轴承载荷反演中,准确建立反演模型的同时,滤波参数的选取也是反演的关键。首先推导了转臂轴箱装置的17自由度垂向和横向车辆动力学模型,提出并验证了基于卡尔曼滤波算法的轴承载荷反演方法,分析并确定了模型关键参数的选取,采用自适应小生境遗传算法对其进行多目标多参数优化,最后利用SIMPACK建立一致的车辆动力学模型,计算模拟车辆在施加有轨道随机不平顺的直线上恒速运行,验证反演效果。结果表明,优化了的参数可大幅提升反演效果,验证了轴承载荷反演模型和自适应小生境遗传算法对滤波参数优化方法的正确性,为高速列车轴箱轴承载荷反演及关键参数优化提供方法和经验。

关键词：高速列车卡尔曼滤波轴承载荷遗传算法参数优化

磁悬浮系统跌落转子-保护轴承的动态响应分析

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轴承 2022年

作者：马子魁赵东旭倪艳光河南科技大学机电工程学院舍弗勒贸易(上海)有限公司(安亭轴承研发中心)

保护轴承是磁悬浮系统发生失稳、掉电等故障后保护系统的重要零件，其动态性能直接影响磁悬浮系统的安全性和可靠性。本文通过有限元软件Abaqus和舍弗勒轴承动力学软件Caba3D建立了柔性转子和保护轴承的动力学模型，开展了从转子开始跌... 详细信息

保护轴承是磁悬浮系统发生失稳、掉电等故障后保护系统的重要零件，其动态性能直接影响磁悬浮系统的安全性和可靠性。本文通过有限元软件Abaqus和舍弗勒轴承动力学软件Caba3D建立了柔性转子和保护轴承的动力学模型，开展了从转子开始跌落到转子-轴承系统达到相对稳定状态过程的动态响应研究，分析了转子和内圈转速、转子质心轨迹、转子和轴承内圈的碰撞力、滚动体之间的碰撞力、球和内圈之间滑动速度随时间的变化过程。

关键词：转子动力学保护轴承动态响应分析 Caba3D

基于注意力机制改进残差神经网络的轴承故障诊断方法

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振动与冲击 2023年第16期42卷 82-91页

作者：韩争杰牛荣军马子魁崔永存邓四二河南科技大学机电工程学院河南洛阳471003 舍弗勒(上海)贸易有限公司(研发中心) 上海201804

针对滚动轴承在不同工况环境中故障诊断训练时间长、准确率低和泛化性能弱的问题,提出了基于注意力机制改进残差神经网络的轴承故障诊断方法。为了提高ResNet模型的准确率和泛化性,提出了基于注意力机制的SE-ResNet模型和CBAM-ResNet模... 详细信息

针对滚动轴承在不同工况环境中故障诊断训练时间长、准确率低和泛化性能弱的问题,提出了基于注意力机制改进残差神经网络的轴承故障诊断方法。为了提高ResNet模型的准确率和泛化性,提出了基于注意力机制的SE-ResNet模型和CBAM-ResNet模型,并在凯斯西储大学数据集上进行了试验,在同工况有训练集的情况下ResNet模型测试的准确率为97.28%,在不同工况下模型直接迁移的准确率为94.14%~96.86%,CBAM-ResNet模型在不同工况下模型直接迁移的准确率为97.14%~98.86%,SE-ResNet模型在不同工况下模型直接迁移的准确率为97.86%~99.71%,两种改进模型的准确率都明显优于原ResNet模型,表明提出的优化模型提高了ResNet模型的准确率和泛化性。

关键词：深度学习注意力机制神经网络滚动轴承故障诊断

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基于滚动蠕滑理论的球轴承摩擦力矩计算方法

机械工程学报 2017年第22期53卷 219-224页

作者：马子魁陈文华浙江理工大学机电产品可靠性技术研究浙江省重点实验室杭州310018

基于滚动接触蠕滑理论将球轴承滚动体与滚道的接触问题分解为法向赫兹接触子问题和切向粘滑子问题,提出了基于滚动接触蠕滑理论的球轴承摩擦力矩计算方法,揭示了球轴承滚动体相对内外滚道的滚滑粘着运动特性,解决了球轴承滚动体运动姿... 详细信息

基于滚动接触蠕滑理论将球轴承滚动体与滚道的接触问题分解为法向赫兹接触子问题和切向粘滑子问题,提出了基于滚动接触蠕滑理论的球轴承摩擦力矩计算方法,揭示了球轴承滚动体相对内外滚道的滚滑粘着运动特性,解决了球轴承滚动体运动姿态难以确定的问题,为固体润滑/干接触条件下球轴承摩擦力矩的准确计算提供了理论依据。在轴向载荷作用下对采用PTFE保持架全陶瓷Si3N4/GCr15/不锈钢球轴承进行摩擦力矩试验,试验结果与计算结果对比表明,球轴承蠕滑分析模型能够得到比较准确的摩擦力矩计算结果,比不考虑滚动接触区粘滑效应的切片离散化模型更准确。

关键词：滚动接触蠕滑理论球轴承摩擦力矩

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航天电连接器综合应力可靠性统计模型的验证

中国机械工程 2011年第3期22卷 257-261,273页

作者：钱萍陈文华高亮卢献彪马子魁浙江大学流体传动与控制国家重点实验室杭州310027 浙江理工大学杭州310018 中国航天科技集团公司九院八二五厂杭州310015

针对目前普遍存在的可靠性统计模型准确性的问题,依据从失效机理推导出的电连接器综合应力作用下的广义Eyring-Weibull模型,从统计检验角度出发,利用恒定综合应力加速寿命试验数据,应用概率纸检验法及范-蒙特福特检验法,验证了电连接器... 详细信息

针对目前普遍存在的可靠性统计模型准确性的问题,依据从失效机理推导出的电连接器综合应力作用下的广义Eyring-Weibull模型,从统计检验角度出发,利用恒定综合应力加速寿命试验数据,应用概率纸检验法及范-蒙特福特检验法,验证了电连接器的寿命服从威布尔分布;利用图分析和回归分析,验证了航天电连接器的加速寿命方程为广义Eyring模型。验证结果表明,广义Eyring-Weibull模型能较好地描述Y11P系列电连接器寿命特征在综合应力作用下的变化规律。

关键词：电连接器综合应力可靠性统计模型回归分析