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温度变化对成对角接触球轴承定位预载的影响

轴承 2009年第5期 27-29页

作者：岳纪东杨虎李鸿亮洛阳轴研科技股份有限公司特种轴承开发部河南洛阳471039

在采用成对角接触球轴承的支承结构中,预载荷的大小直接影响轴系的轴向刚度、摩擦力矩等主要性能,通过详细计算不同环境温度下预载荷的大小,从而能够选择合适的轴承与轴、轴承座的配合间隙和允许的环境温度变化范围,使得成对轴承的摩擦... 详细信息

在采用成对角接触球轴承的支承结构中,预载荷的大小直接影响轴系的轴向刚度、摩擦力矩等主要性能,通过详细计算不同环境温度下预载荷的大小,从而能够选择合适的轴承与轴、轴承座的配合间隙和允许的环境温度变化范围,使得成对轴承的摩擦力矩在允许的范围内。

关键词：成对角接触球轴承定位预紧温度变化预载荷计算

精密机床试验台主轴系统的动态特性仿真与分析

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机械设计与制造 2023年第9期391卷 6-9页

作者：袁峰彭绘舒秦东晨李济顺郑州大学机械与动力工程学院河南郑州450000 河南科技大学机电工程学院河南洛阳471003

研究主轴系统的动态特性对于提高机床运行的稳定性和加工精度有重要意义。基于Romax采用定量分析法分析了主轴系统的动态特性,研究了定压预紧、定位预紧和工况载荷对主轴系统动态特性的影响,并进行了仿真分析。采用的轴系模型为依据机... 详细信息

研究主轴系统的动态特性对于提高机床运行的稳定性和加工精度有重要意义。基于Romax采用定量分析法分析了主轴系统的动态特性,研究了定压预紧、定位预紧和工况载荷对主轴系统动态特性的影响,并进行了仿真分析。采用的轴系模型为依据机床设计手册所设计的主轴结构,轴系使用的角接触球轴承为7006C/P4。分析结果表明:定压预紧时轴承寿命较长,定位预紧时轴系刚度提高,主轴系统稳定性更好;在考虑工况载荷影响时,轴系刚度会随着载荷增大而增大,轴承寿命随着载荷增大而缩短。

关键词：主轴系统 Romax 动态特性定压预紧定位预紧工况载荷

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配对角接触球轴承初始预紧力分析

轴承 2013年第8期 1-3,7页

作者：李鸿亮夏旎邓四二李建华刘良勇洛阳轴研科技股份有限公司河南洛阳471039 河南科技大学河南洛阳471003 北京控制工程研究所北京100190

基于Hertz接触理论,分析并给出了高温、高速下定位预紧配对角接触球轴承的最小工作预紧力,以有效防止球的陀螺旋转,结合高温、高速工作中离心膨胀、工作温度及配合过盈量对轴承预紧力的影响,建立了初始预紧力及最小工作预紧力的关系,基... 详细信息

基于Hertz接触理论,分析并给出了高温、高速下定位预紧配对角接触球轴承的最小工作预紧力,以有效防止球的陀螺旋转,结合高温、高速工作中离心膨胀、工作温度及配合过盈量对轴承预紧力的影响,建立了初始预紧力及最小工作预紧力的关系,基于此关系编制计算软件,可以快速得到所需初始预紧力。

关键词：角接触球轴承定位预紧工作预紧力初始预紧力

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预紧对高速角接触球轴承动态刚度的影响

兰州理工大学学报 2009年第2期35卷 29-32页

作者：王保民胡赤兵邬再新孙建仁兰州理工大学数字制造技术与应用省部共建教育部重点实验室甘肃兰州730050 兰州理工大学机电工程学院甘肃兰州730050

以滚动轴承动力学和沟道控制理论为基础,建立考虑预紧的高速角接触球轴承动力学模型.依据赫兹接触理论,给出考虑预紧的轴承径向刚度、轴向刚度和角刚度计算表达式.以7012/CD轴承为例,分析预紧对高速角接触球轴承动态刚度的影响.分析结... 详细信息

以滚动轴承动力学和沟道控制理论为基础,建立考虑预紧的高速角接触球轴承动力学模型.依据赫兹接触理论,给出考虑预紧的轴承径向刚度、轴向刚度和角刚度计算表达式.以7012/CD轴承为例,分析预紧对高速角接触球轴承动态刚度的影响.分析结果表明,定位预紧下轴承的径向刚度随转速的增大而增大,而轴向刚度和角刚度随转速的增大,先增大后减小;定压预紧下,轴承径向刚度受转速影响较小,而轴向刚度和角刚度随转速增大急剧下降.当轴承转速较高时,采用定位预紧较定压预紧可获得更高的刚度.

关键词：角接触球轴承动态刚度定位预紧定压预紧

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轴承预紧内外垫圈的设计

机械制造 1994年第11期32卷 7-8页

作者：董青华李亚平中船总公司第六三五四研究所九江市第12信箱332008

在许多机械设备中,经常采用向心推力球轴承或轴承组合作为轴系结构;对于精密机械(如精密机床主轴,精密测试设备主轴)均应消除轴承的游隙,其目的是为了提高回转轴系的旋转精度,增加轴承组合的刚性,减少振动及噪声。目前,消除轴承的游隙... 详细信息

在许多机械设备中,经常采用向心推力球轴承或轴承组合作为轴系结构;对于精密机械(如精密机床主轴,精密测试设备主轴)均应消除轴承的游隙,其目的是为了提高回转轴系的旋转精度,增加轴承组合的刚性,减少振动及噪声。目前,消除轴承的游隙通常是采用预紧的方法来实现,其结构形式有多种,如图1所示。其中图1(a)(b)是弹簧预紧结构,此种预紧方法保持一个固定不变的,不受热膨胀的预加载荷,故又称定压预紧;

关键词：球轴承定位预紧垫圈设计轴承

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基于液力驱动弹性体自适应预紧机构设计研究

基于液力驱动弹性体自适应预紧机构设计研究

作者：常晓宇天津工业大学

学位级别：硕士

为了适应现代加工所追求的高速、高精度及高效率的加工要求,高速主轴的调速范围不仅在跟着不断扩大,而且还要求主轴具备低速大转矩和高速大功率的性能特点。这也就要求主轴在低速时应具备高刚度和高速时应具备良好的稳定性能。而对主轴... 详细信息

为了适应现代加工所追求的高速、高精度及高效率的加工要求,高速主轴的调速范围不仅在跟着不断扩大,而且还要求主轴具备低速大转矩和高速大功率的性能特点。这也就要求主轴在低速时应具备高刚度和高速时应具备良好的稳定性能。而对主轴单元中的轴承进行预紧,则是提高主轴刚度和回转精度的关键方法。高速角接触球轴承凭借自身良好的高速性能和支撑性能已经成为主轴单元中轴承类型的最佳选择。而对其力学性能进行分析和研究,则是研究轴承最佳预紧力的基础。本文围绕着主轴单元中广泛使用的高速角接触球轴承的力学特性及如何建立可控预紧模型展开了分析研究。主要内容包括:(1)基于Hertz接触理论及拟动力学分析方法,对主轴单元中常用的高速角接触球轴承的刚度、接触载荷、接触角、旋滚比、摩擦力矩等特性参数进行分析,研究预紧力对其影响的规律。又通过建立轴承的有限元模型,对其进行热仿真分析,研究预紧力、转速与轴承温升之间的关系,为可控预紧建模奠定理论基础。(2)基于轴承载荷分布预紧力分析,确定了轴承所需最小预紧力的计算方法。鉴于定位预紧和定压预紧方式在主轴预紧方式中存在的问题,提出了以轴承允许的合理温升为控制目标的可控预紧力模型。(3)为了实现主轴中轴承所需预紧力在不同转速下可动态调节的目标。本文提出了一种以液压系统作为驱动单元,变形预紧结构作为执行器来对主轴单元中的轴承的外圈施加可调预紧力的方法。同时为了研究预紧结构的变形情况,将其简化厚度不规则的空心杆力学模型,并对其变形情况进行理论分析。又通过建立该预紧结构的有限元模型,对其变形情况迸行仿真分析,并将仿真数据同理论数据进行对比分析,最终验证了该可调预紧结构模型的可行性以及理论模型的正确性。鉴于预紧结构的壁厚δ及内部油腔结构尺寸a、b是决定其变形的主要因素,又通过采用多目标模糊优化设计的方法来对该可调预紧模型的结构尺寸进行优化,经过模糊优化设计后,其沿X轴产生的轴向变形量提高了 54.36%,沿Y、Z轴的径向变形量分别下降了 61.41%、61.41%。

关键词：角接触球轴承定位预紧定压预紧可控预紧优化设计

基于HT17-24000-30型磨床电主轴可变预紧力理论研究

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基于HT17-24000-30型磨床电主轴可变预紧力理论研究

作者：曲秋红沈阳建筑大学

学位级别：硕士

电主轴作为数控机床的关键部件,其性能优劣直接影响机床加工精度和稳定性。而轴承预紧技术作为电主轴的关键技术且对电主轴的性能有着重要的影响,在实际生产中,由于轴承预紧方式单一,且轴承预紧理论基础有所欠缺,使得电主轴通常只能满... 详细信息

电主轴作为数控机床的关键部件,其性能优劣直接影响机床加工精度和稳定性。而轴承预紧技术作为电主轴的关键技术且对电主轴的性能有着重要的影响,在实际生产中,由于轴承预紧方式单一,且轴承预紧理论基础有所欠缺,使得电主轴通常只能满足高速机床单一性能要求。为了能够同时实现高速机床低速重切削和高速轻切削的功能要求,达到高效率的主轴系统,需要一种可变预紧技术来确定不同工况下机床主轴所需的预紧力,并通过可调控的预紧力施加方式将预紧力施加于轴承。本文以HT17-24000-30型可变预紧力电主轴为研究对象,通过建立热位移的滚动轴承拟静力学模型,分析了在不同预紧方式下,高速机床电主轴运行状态下轴承预紧力的作用机理。其次建立了电主轴温度场有限元模型,研究了不同轴向预紧力和转速条件下轴承预紧力与轴承温升、热位移的耦合关系。然后计算了考虑轴承热位移、不同转速和预紧力下的滚动轴承动态刚度,并基于刚度变化建立电主轴转子系统有限元模型,通过模态分析研究了轴承预紧力和转速随电主轴系统动态特性的影响。最后对HT17-24000-30型可变预紧力电主轴进行了不同预紧力和转速下的温升和振动试验,验证预紧力对电主轴温度和振动的影响规律,并提出了一种最佳预紧力确定方法。通过研究发现,随着转速和预紧力增大,轴承温升和热位移显著增加,并且在定位预紧方式下,由于轴承热位移和转速升高引起的内圈径向膨胀量的增加会导致轴承实际工作预紧力大幅度增加。同时发现提高轴承刚度能够改善电主轴系统动态特效,并且当轴承热位移增加,轴承径向刚度随着增大,从而使电主轴系统固有频率增大。试验结果显示:在低速范围内,轴向预紧力的变化对主轴振动和轴承温度无明显影响;在中速范围内,随着轴向预紧力增加,主轴振动有较明显减弱,轴承温度有较明显增加;在高速范围内,随着轴向预紧力增加,主轴振动大幅度减弱,轴承温度大幅度增加。本文进行的温度场试验结果与仿真结果之间的误差在10%以内,能够较好的反应轴承预紧力的作用规律。将速度范围分成高速、中速、低速三段,考虑不同工况对轴承刚度和温升的要求,在不同的速度范围内引入不同的预紧力上下限权重值W1、W2,从而得出与转速和外部载荷对应的轴承最佳预紧力。

关键词：最佳预紧力可变预紧力拟静力学分析疲劳寿命分析定位预紧热位移

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端盖螺栓拧紧工艺对轴承预紧载荷影响研究

端盖螺栓拧紧工艺对轴承预紧载荷影响研究

作者：杨静文大连理工大学

学位级别：硕士

随着高端装备不断朝高精度、重载的方向发展,对于关键基础部件的性能也提出很高要求。滚动轴承作为轴系的重要支撑部件,其预紧质量是整机性能和可靠性的关键。端盖在预紧结构中起到控制轴承预变形量和固定轴系的位置,广泛应用于高端精... 详细信息

随着高端装备不断朝高精度、重载的方向发展,对于关键基础部件的性能也提出很高要求。滚动轴承作为轴系的重要支撑部件,其预紧质量是整机性能和可靠性的关键。端盖在预紧结构中起到控制轴承预变形量和固定轴系的位置,广泛应用于高端精密装备的轴系结构。端盖利用螺栓组紧固后,机械结合面和弹性相互作用影响下,定位预紧量增大且不均匀,轴承性能无法达到预期指标。目前端盖紧固工艺依赖经验和试错调整法,装配效率低,缺乏相关理论研究,定位预紧质量难以保证。本文以角接触球轴承为研究对象,研究定位预紧结构中端盖螺栓紧固工艺的改善方法,在此基础上开展考虑端盖紧固作用下滚动轴承预紧载荷的研究。主要研究内容如下:首先,基于弹性相互作用基本理论,以求解螺栓组实际预紧力和结合部变形为目标,建立考虑机械结合面的攻丝螺栓组预紧解析模型,研究模型中各等效弹簧刚度的解析方法;分析了主要结构参数对实际预紧力分布的影响规律,提出减小预紧力离散度的结构设计方法。之后,研究了拧紧工艺参数对螺栓组实际预紧力分布的影响,提出螺栓组装配预紧力逆序补偿方法,保证效率基础上可以消除弹性相互作用的影响,有效降低预紧力离散度。建立端盖和轴承座连接结构有限元模型,将有限元数值模型与解析模型的计算结果进行对比分析,验证解析模型和逆序补偿方法的准确性。接着,考虑了轴承过盈装配摩擦和工作接触角变化,建立端盖螺栓预紧力和轴承预紧载荷的模型。分析接触表面粗糙度和螺栓拧紧力矩对滚动轴承预紧载荷的影响,提出考虑端盖紧固作用的定位预紧设计措施。最后,研究了面向轴承预紧质量的端盖螺栓组预紧力优化方法,以轴承摩擦力矩为优化目标,轴承刚度、工作可靠性和被连接件强度为约束条件建立预紧力设计模型。结合逆序补偿法,提出端盖螺栓组拧紧工艺设计方法。基于上述研究内容形成完备的端盖紧固工艺设计方法,对于指导端盖紧固过程,保证轴承预紧质量具有重要意义。

关键词：弹性相互作用螺栓预紧力工艺设计角接触球轴承定位预紧

基于Romax的圆锥滚子轴承预紧量对寿命影响的计算与分析

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哈尔滨轴承 2018年第2期39卷 12-14页

作者：潘隆王金成刘高杰洛阳LYC轴承有限公司河南洛阳471039 航空精密轴承国家重点实验室河南洛阳471039

为计算某汽车主减速器用圆锥滚子轴承预紧量对轴承寿命的影响,在Romax软件中建立了该汽车主减速器三维简化模型,利用该软件计算出了各档工况下带有一定轴向定位预紧和无预紧的小齿轮轴轴承的载荷分布及载荷谱条件下轴承寿命随预紧量的... 详细信息

为计算某汽车主减速器用圆锥滚子轴承预紧量对轴承寿命的影响,在Romax软件中建立了该汽车主减速器三维简化模型,利用该软件计算出了各档工况下带有一定轴向定位预紧和无预紧的小齿轮轴轴承的载荷分布及载荷谱条件下轴承寿命随预紧量的变化趋势。结果表明,一定的预紧量对轴承寿命的影响因工况而异;Romax软件可以方便地进行预紧轴承的寿命计算与分析。

关键词：圆锥滚子轴承汽车主减速器定位预紧寿命 Romax