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深沟球轴承复合故障动力学特征

哈尔滨工业大学学报 2020年第1期52卷 133-140页

作者：王凯剡昌锋王风涛常斌全吴黎晓兰州理工大学机电工程学院兰州730050 兰州理工大学能源与动力工程学院兰州730050 舜宇光学科技有限公司浙江宁波315400

为提高状态监测水平,诊断和识别轴承的早期故障,降低因轴承故障导致的损失,针对径向载荷作用下复合故障激励的滚动轴承振动机理的复杂性问题,基于Hertz接触理论,考虑复合故障、轴和轴承座与轴承之间的耦合激励、时变位移激励和滚动体滑... 详细信息

为提高状态监测水平,诊断和识别轴承的早期故障,降低因轴承故障导致的损失,针对径向载荷作用下复合故障激励的滚动轴承振动机理的复杂性问题,基于Hertz接触理论,考虑复合故障、轴和轴承座与轴承之间的耦合激励、时变位移激励和滚动体滑动等因素,提出了4自由度复合故障深沟球轴承动力学模型.模型描述了滚动体在滚道表面上的接触和运动,探究了轴承表面复合故障激励机理,分析了3种工况条件下滚动轴承复合故障对系统动力学振动响应的影响,为轴承状态监测和诊断提供了理论依据.实验和模拟研究结果表明,复合故障的振动响应是由内、外圈单故障的振动响应耦合作用的结果,在频谱图中可以明显地分辨出内、外圈故障特征频率及倍频成分,与单故障相比较,其对应的幅值增大.缺陷尺寸增大、转速增高和载荷增强均会使复合故障轴承的振动幅值增大,影响其运行状态,进而加速轴承的失效,降低轴承的使用寿命.

关键词：复合故障动力学模型深沟球轴承时变位移激励滑动

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深沟球轴承保持架铝铆钉双面压铆工艺

轴承 2023年第7期 32-34页

作者：邱贺群孙慧广孙奇刘宇王光宇中国航发哈尔滨有限公司哈尔滨150025 空装驻哈尔滨地区第一军事代表室哈尔滨150025

针对深沟球轴承用车制实体保持架采用LC3材质铝铆钉单面铆合时易出现原铆钉帽脱落的问题,通过分析铝铆钉的铆合变形机理,提出一种保持架铝铆钉双面铆合工艺。以某型深沟球轴承为例开展铝铆钉双面铆合试验,结果表明:与单面铆合相比,双面... 详细信息

针对深沟球轴承用车制实体保持架采用LC3材质铝铆钉单面铆合时易出现原铆钉帽脱落的问题,通过分析铝铆钉的铆合变形机理,提出一种保持架铝铆钉双面铆合工艺。以某型深沟球轴承为例开展铝铆钉双面铆合试验,结果表明:与单面铆合相比,双面铆合时铆钉帽直径散差和高度散差更小,保持架宽度减小量更小;铆钉帽整体组织与铆钉杆组织相同,且未出现环状“V”形缺口。实际加工及耐久性试验进一步验证了双面铆合工艺的有效性,满足了工艺需求。

关键词：滚动轴承深沟球轴承保持架铆钉铆接

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深沟球轴承内部载荷序列与寿命计算

机械工程学报 2017年第15期53卷 131-140页

作者：汪久根徐鹤琴浙江大学机械工程学院杭州310027

以深沟球轴承为研究对象,建立钢球与内外滚道的滚动接触模型,在疲劳寿命的计算中考虑轴承的运动特性。考虑球轴承中同时承载的滚动体个数随时间变化,提出了一种更为准确的载荷分布计算模型。分析了相同外部载荷作用下,不同游隙、不同转... 详细信息

以深沟球轴承为研究对象,建立钢球与内外滚道的滚动接触模型,在疲劳寿命的计算中考虑轴承的运动特性。考虑球轴承中同时承载的滚动体个数随时间变化,提出了一种更为准确的载荷分布计算模型。分析了相同外部载荷作用下,不同游隙、不同转速对轴承内部载荷的影响。针对4种不同运动状态下的深沟球轴承,分析内圈、外圈和滚动体上一点的接触应力随时间的变化规律,计算得到其载荷序列。考虑内外圈不同运动状态对轴承应力循环次数的影响,对Lundberg-Palmgren(L-P)寿命模型进行了修正,计算了轴承内圈、外圈、滚动体以及轴承整体的寿命。对比不同运动状态下两种模型计算的寿命,在仅有一个套圈旋转时,修正的寿命与初始L-P寿命较为一致,当两个套圈同时旋转时,修正的L-P寿命与常用的L-P寿命计算结果存在较大差异。

关键词：深沟球轴承载荷分布载荷序列疲劳寿命修正疲劳模型

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深沟球轴承摩擦力矩的时间特性实验研究

煤炭技术 2022年第4期41卷 186-188页

作者：代田王绥振王蕾林福严中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院北京100083

为研究不同工况条件下深沟球轴承摩擦力矩的时间特性,通过搭建轴承摩擦力矩测试实验台,根据单一变量原则对某型号深沟球轴承进行了定速变载和定载变速2类实验,在常温下连续测试1 h。实验结果表明:在不同径向载荷和转速下,轴承摩擦力矩... 详细信息

为研究不同工况条件下深沟球轴承摩擦力矩的时间特性,通过搭建轴承摩擦力矩测试实验台,根据单一变量原则对某型号深沟球轴承进行了定速变载和定载变速2类实验,在常温下连续测试1 h。实验结果表明:在不同径向载荷和转速下,轴承摩擦力矩随运转时间推移呈现先下降后稳定的变化趋势。在所选实验参数范围内,稳定后的轴承摩擦力矩随径向载荷增加而增加,但与转速间不存在正相关关系。

关键词：深沟球轴承摩擦力矩时间特性径向载荷转速

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深沟球轴承内嵌滚珠机器视觉检测方法研究

深沟球轴承内嵌滚珠机器视觉检测方法研究

作者：曲宏超哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

对成品轴承的关键数据检测是总装后轴承品质保证的有效手段,深沟球轴承的滚珠测量与缺珠判别在可视化检测中一直没有得到很好的解决。本文针对深沟球轴承内置滚珠局部可视状态下精确测量和缺失判别的机器视觉检测方法进行研究。本文首... 详细信息

对成品轴承的关键数据检测是总装后轴承品质保证的有效手段,深沟球轴承的滚珠测量与缺珠判别在可视化检测中一直没有得到很好的解决。本文针对深沟球轴承内置滚珠局部可视状态下精确测量和缺失判别的机器视觉检测方法进行研究。本文首先针对深沟球轴承在结构遮挡下的局部可视的滚珠边缘图像提取问题进行研究。通过对配光、图像采集方式选择的研究解决滚珠有效边缘的图像获取。然后根据对检测的高精度要求和轴承成像特点设计了基于改进U-Net的语义分割模型完成滚珠的有效边缘信息提取。此方法中通过在原U-Net网络的收缩路径中加入空洞卷积和在网络中使用多尺度特征融合以及注意力机制使网络更能适应对于小目标分割的任务并且减少网络在分割时被噪音干扰而丢失细节信息,最终达到对轴承滚珠精细分割的要求。其次,针对分割图像中滚珠特征弧短和圆拟合困难的问题,本文采用了Shi-Tomasi角点检测和改进的Canny边缘检测算法相结合的方式确定滚珠特征圆弧及坐标。最后使用最小二乘法拟合到准确且边缘清晰的完整滚珠形状和参数并结合系统标定建立数字图像与实际物体尺寸关系计算实际滚珠尺寸大小。本文最后对上述深沟球轴承内嵌滚珠检测方法进行实验验证。结果表明该方法对深沟球轴承内嵌滚珠尺寸测量精度为0.01毫米,误检率为2.125%,对于装配过程中漏珠情况的检测准确率100%,并且可以同时测量整个轴承中的全部滚珠,为轴承总成检测的理论研究和实际应用提供了方法和思路。

关键词：深沟球轴承机器视觉 U-Net 尺寸测量圆拟合

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深沟球轴承沟道磨削仿真分析

深沟球轴承沟道磨削仿真分析

作者：杜晓宇河南科技大学

学位级别：硕士

深沟球轴承主要承受径向载荷,摩擦力矩小,结构相对简单,极限转速较高,是应用最广泛的轴承类型之一。沟道作为轴承的工作面,其表面质量将直接影响轴承的工作性能和使用寿命。以往多通过试验法研究磨削工艺参数对深沟球轴承沟道表面质量... 详细信息

深沟球轴承主要承受径向载荷,摩擦力矩小,结构相对简单,极限转速较高,是应用最广泛的轴承类型之一。沟道作为轴承的工作面,其表面质量将直接影响轴承的工作性能和使用寿命。以往多通过试验法研究磨削工艺参数对深沟球轴承沟道表面质量的影响,但成本较高。鉴于此,本文采用磨削仿真技术开展深沟球轴承磨削工艺参数与加工表面质量的关系研究,并加以试验验证。首先,在考虑砂轮修整作用的条件下,确定了形状为圆锥体、突出高度服从瑞利分布的砂轮磨粒几何模型,推导了任意磨粒造成的最大未变形切屑厚度,建立了平面磨削粗糙度预测模型,并等效变换后得到了沟道磨削加工表面粗糙度预测模型。计算了典型磨削参数下的沟道表面粗糙度结果,分析了各磨削参数对磨削表面粗糙度的影响。其次,从沟道磨削温度场和残余应力场两个方面对表面变质层进行了仿真研究。首先确定磨削力,选择合适的热源模型,将其加载至二维套圈有限元模型上,利用ANSYS软件的APDL命令流实现热源的移动,从而进行了热分析,通过沟道表层温度梯度来判断变质层深度。再利用ANSYS软件的热力顺序耦合功能,将热分析转换为结构分析,施加移动磨削力至表面效应单元,从而得到了沟道表层的残余应力分布,作为表面变质层的另一参考指标。各磨削参数与变质层深度和残余应力之间的关系也进行了讨论。最后,对62208轴承外圈开展了沟道磨削试验,对磨削加工后试样的表面粗糙度和残余应力进行了测量,与仿真结果进行了对比;使用努氏法进行显微硬度梯度测量,间接对磨削力模型及磨削温度场仿真模型进行了验证。结果表明,本文建立的沟道磨削加工表面粗糙度预测模型、温度场和残余应力场仿真模型具有较高的准确度,对磨削表面质量研究具有一定指导意义。通过本文的研究,得出了沟道磨削参数对磨削加工表面质量的影响规律,掌握了沟道磨削变质层的测量方法,对优化轴承沟道磨削参数具有较强的指导意义。本文的建模方法也可供相近领域的研究进行参考。

关键词：深沟球轴承磨削粗糙度温度场残余应力仿真

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深沟球轴承内圈及滚动体运动噪声的计算方法

华东理工大学学报（自然科学版） 2018年第6期44卷 935-944页

作者：张琦涛安琦华东理工大学机械与动力工程学院上海200237

以深沟球轴承为研究对象,建立了一种对内圈轴心轨迹以及每个滚动体中心运动轨迹计算的轴承数学模型,结合声学理论,将轴承内圈看作圆柱声源,将滚动体看作球声源,建立了能够对深沟球轴承内圈和滚动体振动噪声进行定量计算的计算模型。通... 详细信息

以深沟球轴承为研究对象,建立了一种对内圈轴心轨迹以及每个滚动体中心运动轨迹计算的轴承数学模型,结合声学理论,将轴承内圈看作圆柱声源,将滚动体看作球声源,建立了能够对深沟球轴承内圈和滚动体振动噪声进行定量计算的计算模型。通过一个具体的算例,研究了转速和径向载荷对固定点上噪声大小的影响,以及噪声沿滚动轴承轴线方向的变化规律,绘制了这些影响的变化曲线。发现随着轴承转速的增大,轴承声压值会随之增大;随着轴承所受径向载荷的增大,轴承声压值会随之增大,其变化趋势由快到慢;轴承内圈和滚动体运动所产生的声压在轴承轴线方向上逐渐减小,呈非线性关系变化。

关键词：深沟球轴承内圈及滚动体噪声模型算例研究

深沟球轴承冠形保持架结构参数对其性能的影响

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轴承 2021年第12期 13-19页

作者：贾晓芳张文虎赵滨海崔永存邓四二河南科技大学机电工程学院河南洛阳471003 洛阳轴承研究所有限公司河南洛阳471039 高端轴承摩擦学技术与应用国家地方联合工程实验室河南洛阳471023

基于滚动轴承动力学理论,建立了冠形保持架深沟球轴承动力学微分方程组,采用预估-矫正变步长积分法对方程组进行求解。以6210深沟球轴承为例,分析兜孔修形半径、爪部长度对保持架运转平稳性和强度的影响,结果表明:保持架运转平稳性随兜... 详细信息

基于滚动轴承动力学理论,建立了冠形保持架深沟球轴承动力学微分方程组,采用预估-矫正变步长积分法对方程组进行求解。以6210深沟球轴承为例,分析兜孔修形半径、爪部长度对保持架运转平稳性和强度的影响,结果表明:保持架运转平稳性随兜孔修形半径增大先增大后减小,随爪部长度增大无变化;保持架应力随修形半径增大先减小后增大,随爪部长度增大先减小后增大;保持架变形量随修形半径增大而增大,随爪部长度增大先增大后减小。

关键词：滚动轴承深沟球轴承冠形保持架稳定性接触应力有限元分析动力学

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深沟球轴承非赫兹接触及失效机理分析

机械科学与技术 2019年第12期38卷 1868-1876页

作者：奚强胡玉梅皮阳军金晓清重庆大学机械传动国家重点实验室

考虑轴向载荷、弹塑性本构、协调接触、轴承游隙等因素的影响,对某汽车变速器中所采用的深沟球轴承在服役过程中出现的失效问题通过非赫兹有限元数值模型进行了求解,并据此分析了该轴承在工作过程中的失效机理。进一步研究了轴承材料本... 详细信息

考虑轴向载荷、弹塑性本构、协调接触、轴承游隙等因素的影响,对某汽车变速器中所采用的深沟球轴承在服役过程中出现的失效问题通过非赫兹有限元数值模型进行了求解,并据此分析了该轴承在工作过程中的失效机理。进一步研究了轴承材料本构、交变载荷等因素对接触状态的影响。结果表明:弹性本构承载体积小于弹塑性本构,应力水平高于弹塑性本构;载荷按一定角度作用可以降低轴承内部应力极值;载荷增加使应力极值和初始屈服深度增加,但当载荷过大时,初始屈服深度会急剧减小。

关键词：深沟球轴承非赫兹接触失效分析有限元法