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角接触球轴承热力学耦合模型与分析方法

四川大学学报（工程科学版） 2014年第4期46卷 189-198页

作者：胡腾殷国富邓聪颍四川大学制造科学与工程学院四川成都610065

角接触球轴承运行时,其力学性能与热态特性之间存在高度耦合与交互,轴承热预紧力在这一过程中起着桥梁连接作用。在研究角接触球轴承非线性力学性能与热效应耦合机制的过程中,分析结合面接触热阻、油气润滑及周边组件换热等边界条件对... 详细信息

角接触球轴承运行时,其力学性能与热态特性之间存在高度耦合与交互,轴承热预紧力在这一过程中起着桥梁连接作用。在研究角接触球轴承非线性力学性能与热效应耦合机制的过程中,分析结合面接触热阻、油气润滑及周边组件换热等边界条件对轴承热态特性的影响,提出了一种角接触球轴承热力学耦合分析方法,并基于多软件协同计算平台建立轴承热力学耦合模型。在轴承实验平台上,借助热巡检仪,利用轴承套表面开设的测温工艺孔实施温度实验,对轴承热力学耦合模型的仿真计算结果进行了验证。该模型可用于预测角接触球轴承在不同转速下热预紧力的变化规律,分析比较热预紧力对轴承运行刚度的影响。

关键词：角接触球轴承热力学耦合模型接触热阻热预紧力运行刚度

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角接触球轴承摩擦力矩波动性分析

机械工程学报 2011年第23期47卷 104-112页

作者：邓四二李兴林汪久根王勇滕弘飞浙江大学机械设计研究所杭州310027 杭州轴承试验研究中心有限公司杭州310022 河南科技大学机电工程学院洛阳471003 大连理工大学机械工程学院大连116024

针对低摩擦力矩角接触球轴承,利用能量守恒定律,研究角接触球轴承零件工作表面的波纹度对轴承摩擦力矩波动性的影响,从理论上对角接触球轴承零件工作接触表面的波纹度幅值、谐波阶次与轴承摩擦力矩波动性的关系进行分析,给出影响角接触... 详细信息

针对低摩擦力矩角接触球轴承,利用能量守恒定律,研究角接触球轴承零件工作表面的波纹度对轴承摩擦力矩波动性的影响,从理论上对角接触球轴承零件工作接触表面的波纹度幅值、谐波阶次与轴承摩擦力矩波动性的关系进行分析,给出影响角接触球轴承摩擦力矩波动性的内、外滚道和钢球工作表面的主要波纹度谐波阶次和相应的激振频率,并试验验证。研究结果表明:内外套圈滚道的kZ次、kZ/2次谐波以及两种不同谐波之和或之差等于kZ次的谐波阶次是激励角接触球轴承摩擦力矩波动性的主要谐波阶次,外滚道激励谐波对应的激振频率为kZ(nc ne),内滚道激励谐波对应的激振频率为kZ(ni nc);钢球工作表面波纹度的偶次谐波对角接触球轴承的摩擦力矩波动性起激励作用,钢球工作表面波纹度的奇次谐波对角接触球轴承的摩擦力矩波动性没有影响,钢球激励谐波对应的激振频率为2 knb。该研究为低摩擦力矩角接触球轴承加工工艺参数控制提供理论依据。

关键词：角接触球轴承摩擦力矩波动性波纹度

角接触球轴承在高速大载荷工况下滑油中断耐受能力分析

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航空动力学报 2021年第11期36卷 2430-2436页

作者：刘鲁赵聪冯小川王黎钦中国航空发动机集团有限公司沈阳发动机研究所航空发动机动力传输重点实验室沈阳110015 中国航空发动机集团有限公司哈尔滨轴承有限公司哈尔滨150025 哈尔滨工业大学航空航天轴承技术及装备工信部重点实验室哈尔滨150001

通过研究角接触球轴承断油故障的故障复现现象,发现断油耐受能力不足的初期故障模式为滚动体与内圈之间发生三点接触。使用三点接触分析法对轴承断油耐受能力进行计算,结合相似轴承的计算分析,结果表明:垫片角越大,轴承抗断油能力越差,... 详细信息

通过研究角接触球轴承断油故障的故障复现现象,发现断油耐受能力不足的初期故障模式为滚动体与内圈之间发生三点接触。使用三点接触分析法对轴承断油耐受能力进行计算,结合相似轴承的计算分析,结果表明:垫片角越大,轴承抗断油能力越差,垫片角为25°的情况下轴承抗断油能力较差。通过断油后轴承的瞬态温度场分析,结合三点接触分析法,确定原设计状态的轴承断油耐受时间为25 s,不具备耐受断油30 s的能力。根据分析的结论,将该轴承的垫片角减小到19°,落实改进措施后的轴承通过了试验器验证和发动机试车验证。

关键词：角接触球轴承大载荷滑油中断三点接触轴承游隙

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角接触球轴承的动态参数建模与试验研究

振动与冲击 2014年第18期33卷 140-144页

作者：王连宝胡小秋冯朝晖杨尧南京理工大学机械工程学院南京210094

针对角接触球轴承动态刚度和阻尼特性分析的问题,建立了考虑基础响应的单自由度动态参数测试力学模型;搭建了轴承动态参数识别试验装置,测试及分析了不同的载荷条件对轴承径向和轴向动态刚度及阻尼的影响。试验结果表明:随着轴向载荷增... 详细信息

针对角接触球轴承动态刚度和阻尼特性分析的问题,建立了考虑基础响应的单自由度动态参数测试力学模型;搭建了轴承动态参数识别试验装置,测试及分析了不同的载荷条件对轴承径向和轴向动态刚度及阻尼的影响。试验结果表明:随着轴向载荷增大,轴向刚度、径向刚度逐渐增大,轴向阻尼、径向阻尼先减小后增大;随着径向载荷增大,轴向刚度、径向刚度逐渐增大,轴向阻尼、径向阻尼先增大后减小再增大。

关键词：角接触球轴承动态参数模型刚度阻尼

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角接触球轴承凸出量光学精密测量方法研究

仪器仪表学报 2023年第11期44卷 22-29页

作者：赵文辉张浩魏喆沈阳工业大学机械工程学院沈阳110000

角接触球轴承凸出量是轴向预载荷作用下轴承内外圈同一端面的距离,是精密角接触球轴承配对使用的依据。为实现角接触球轴承凸出量快速精密测量,提出了一种光学精密测量方法并研制了测量装置。通过更换不同尺寸轴承定位爪,可实现7208C、7... 详细信息

角接触球轴承凸出量是轴向预载荷作用下轴承内外圈同一端面的距离,是精密角接触球轴承配对使用的依据。为实现角接触球轴承凸出量快速精密测量,提出了一种光学精密测量方法并研制了测量装置。通过更换不同尺寸轴承定位爪,可实现7208C、7208AC、7308B、7408B轴承凸出量的测量。分析了轴承套圈和滚子之间的赫兹接触,揭示了轴承凸出量变化量与轴向载荷之间的关系,轴承凸出量变化趋势随轴向载荷增加而变缓,逐渐趋向于线性相关。基于有限单元法对测量装置的机架和内圈驱动分别进行变形分析和简谐振动分析,优化后传感器测头振动幅值减小到0.029μm。以7008C(P2)为试验轴承,进行轴承凸出量测量试验。验证结果表明,其测量精度达到0.5μm,实测样件偏差小于0.2μm。

关键词：角接触球轴承凸出量测量误差分析光栅传感器

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角接触球轴承摩擦力矩特性研究

机械工程学报 2011年第5期47卷 114-120页

作者：邓四二李兴林汪久根滕弘飞浙江大学机械设计研究所杭州310027 杭州轴承试验研究中心有限公司杭州310022 河南科技大学机电工程学院洛阳471003 大连理工大学机械工程学院大连116024

在角接触球轴承动力学和热力学分析基础上,利用能量守恒定律,建立角接触球轴承摩擦力矩理论计算公式,并对角接触球轴承的结构参数、工况参数与摩擦力矩的关系进行理论分析和试验验证。分析与试验结果表明,轴承低速工作时较大的内沟曲率... 详细信息

在角接触球轴承动力学和热力学分析基础上,利用能量守恒定律,建立角接触球轴承摩擦力矩理论计算公式,并对角接触球轴承的结构参数、工况参数与摩擦力矩的关系进行理论分析和试验验证。分析与试验结果表明,轴承低速工作时较大的内沟曲率半径系数有利于角接触球轴承摩擦力矩的降低,高速工作时较小的内沟曲率半径系数有利于轴承摩擦力矩的降低;轴承低速工作时较大的外沟曲率半径系数有利于角接触球轴承摩擦力矩的降低,中速时较小的外沟曲率半径系数有利于轴承摩擦力矩的降低,高速时较大的外沟曲率半径系数有利于轴承摩擦力矩的降低;过大、过小的保持架引导间隙都不利于角接触球轴承摩擦力矩的降低,存在一个合理的保持架引导间隙,使得角接触球轴承摩擦力矩最小;当角接触球轴承低速工作时方柱型直兜孔保持架有利于角接触球轴承摩擦力矩的降低,高速工作时圆柱直兜孔保持架有利于角接触球轴承摩擦力矩的降低。

关键词：角接触球轴承摩擦力矩动力学轴承参数

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角接触球轴承生热预测方法与灵敏度分析

航空动力学报 2019年第5期34卷 1137-1144页

作者：冯吉路赵坚孙志礼汪文津武金良天津城建大学控制与机械工程学院天津300384 东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819

通过拉丁超立方实验设计法获取角接触球轴承NSK-7015C的结构参数样本数据,采用Newton-Raphson法求解轴承变形几何协调方程、滚动体平衡方程和内圈平衡方程所构成的非线性方程组。应用Kriging和Monte Carlo相结合的方法(AK-MCS)构建样本... 详细信息

通过拉丁超立方实验设计法获取角接触球轴承NSK-7015C的结构参数样本数据,采用Newton-Raphson法求解轴承变形几何协调方程、滚动体平衡方程和内圈平衡方程所构成的非线性方程组。应用Kriging和Monte Carlo相结合的方法(AK-MCS)构建样本数据与轴承生热的函数关系,在此基础之上使用全局灵敏度计算方法计算轴承结构参数对轴承生热的影响。研究结果表明:在相同轴承结构参数下,采用AKMCS法预测的轴承生热与轴承拟静力学分析模型求得的结果差值均小于0.003W,说明AK-MCS算法的预测结果具有较高的准确性;轴承生热对轴承滚动体直径变化反应最灵敏,轴承内、外圈沟道直径影响次之,轴承内、外圈沟道曲率半径影响最小,该研究能够为轴承结构参数的设计优化和加工精度的选择提供理论依据。

关键词：角接触球轴承结构参数生热灵敏度 AK-MCS法

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角接触球轴承-转子加减速过程动力学分析

机械工程学报 2018年第9期54卷 9-16页

作者：王云龙王文中卿涛张韶华北京理工大学机械与车辆学院北京控制工程研究所精密转动和传动机构长寿命技术北京市重点实验室

角接触球轴承的动态性能对轴承-转子系统的性能至为关键。考虑轴承各元件的相互作用建立了角接触球轴承-转子系统的动力学分析模型,模型中钢球与滚道间的摩擦力采用弹流润滑理论计算,钢球与保持架间的作用等效为高刚度弹簧,引导套圈与... 详细信息

角接触球轴承的动态性能对轴承-转子系统的性能至为关键。考虑轴承各元件的相互作用建立了角接触球轴承-转子系统的动力学分析模型,模型中钢球与滚道间的摩擦力采用弹流润滑理论计算,钢球与保持架间的作用等效为高刚度弹簧,引导套圈与保持架间摩擦力采用短轴轴承理论计算,基于四阶Runge-Kutta实现了动力学模型的快速求解。研究了润滑油的密度和粘度、引导方式和轴向预紧力对轴承启动加速和停止减速过程以及打滑的影响。结果表明:高密度和大粘度润滑油将使启动加速变慢而使停止减速变快;内圈引导时轴承的启动加速最慢;轴向预载不足将导致轴承在启动及稳定运转阶段产生严重打滑。

关键词：角接触球轴承动力学加减速过程

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角接触球轴承动刚度的实验研究

西安交通大学学报 2013年第7期47卷 68-72,123页

作者：李纯洁洪军张进华朱永生黄东洋张秀华王煜西安交通大学机械工程学院西安710049

为了得到角接触球轴承动刚度,提出了角接触球轴承动刚度的测试方法。采用调节预紧力、转速的方式分析了不同工况对角接触球轴承动刚度的影响,并且运用Romax软件对不同预紧力、转速下的角接触球轴承-主轴系统进行了仿真实验,实验和仿真... 详细信息

为了得到角接触球轴承动刚度,提出了角接触球轴承动刚度的测试方法。采用调节预紧力、转速的方式分析了不同工况对角接触球轴承动刚度的影响,并且运用Romax软件对不同预紧力、转速下的角接触球轴承-主轴系统进行了仿真实验,实验和仿真结果一致,在预紧力不超过500N时,角接触球轴承动刚度与预紧力正相关。实验结果表明,角接触球轴承动刚度随着预紧力的增大而变大,当预紧力达到一定程度时,动刚度随预紧力的变化较小,在转速为3 000r/min时,实验所用轴承的最佳预紧力为500N,轴承动刚度最大。因此,通过对角接触球轴承预紧力的调节,能够使轴承工作在最佳状态,从而改善了角接触球轴承的服役性能。

关键词：角接触球轴承主轴系统预紧力轴承动刚度