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高铁轴承外圈的冷辗扩变形机理研究

热加工工艺 2014年第21期43卷 101-103页

作者：何杰束学道彭文飞孙宝寿宁波大学机械工程与力学学院浙江宁波315211 浙江省零件轧制成形技术研究重点实验室浙江宁波315211

为了实现高铁轴承外圈的精确成形,基于冷辗扩基本理论,应用ABAQUS有限元软件,建立了高铁轴承外圈的冷辗扩轧制过程的仿真模型。并对其冷辗扩过程进行了数值模拟,分析了轧制过程应力应变场的演变规律,阐明了变形机理。研究结果为实现和... 详细信息

为了实现高铁轴承外圈的精确成形,基于冷辗扩基本理论,应用ABAQUS有限元软件,建立了高铁轴承外圈的冷辗扩轧制过程的仿真模型。并对其冷辗扩过程进行了数值模拟,分析了轧制过程应力应变场的演变规律,阐明了变形机理。研究结果为实现和推广高铁轴承冷辗扩轧制成形技术奠定理论基础。

关键词：冷辗扩高铁轴承数值模拟工艺参数

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高铁轴承磷化工艺影响因素分析

轴承 2019年第2期 27-30页

作者：段欣生邱明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

通过对高铁轴承磷化工艺中脱脂剂成分,热水洗工艺,磷化液种类和控制指标,轴承加工等因素的分析和试验,确定了合适的磷化工艺参数:脱脂剂成分为皂类;热水洗温度为50～60℃,清洗时间为30～60 s;磷化液为L-2中温锌系磷化液,并确定了其控制... 详细信息

通过对高铁轴承磷化工艺中脱脂剂成分,热水洗工艺,磷化液种类和控制指标,轴承加工等因素的分析和试验,确定了合适的磷化工艺参数:脱脂剂成分为皂类;热水洗温度为50～60℃,清洗时间为30～60 s;磷化液为L-2中温锌系磷化液,并确定了其控制指标。采用优化后的工艺进行磷化,各项指标均能满足高铁轴承对磷化膜的要求。

关键词：高铁轴承磷化表面粗糙度Ra 磷化膜厚度耐蚀性

高铁轴承试验台陪试轴承腔气液两相流压力分析

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轴承 2014年第5期 33-36页

作者：郭丹丹李伦李济顺河南科技大学机电工程学院河南洛阳471003 河南科技大学河南省机械设计及传动系统重点实验室河南洛阳471003

以高铁轴承试验台陪试轴承腔为研究对象,根据陪试轴承的载荷和转速,采用VOF模型和RNGκ-ε湍流模型对高铁轴承试验台陪试轴承腔简化模型内气液两相流进行数值模拟,分析轴承转速、回油孔直径对陪试轴承腔压的影响,获得气液两相流中润滑... 详细信息

以高铁轴承试验台陪试轴承腔为研究对象,根据陪试轴承的载荷和转速,采用VOF模型和RNGκ-ε湍流模型对高铁轴承试验台陪试轴承腔简化模型内气液两相流进行数值模拟,分析轴承转速、回油孔直径对陪试轴承腔压的影响,获得气液两相流中润滑油压力场和速度场在轴承腔内的分布情况。结果表明,随着试验台陪试主轴转速的提高,轴承腔压随之增大;随着回油孔直径增大,出口附近轴承腔压降低比其他部位腔压变化更为明显。

关键词：滚动轴承高铁轴承试验台气液两相流腔压

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高铁轴承试验台液压伺服加载系统的设计

河南科技大学学报（自然科学版） 2012年第4期33卷 10-13,4-5页

作者：韩红彪李少兵河南科技大学机电工程学院河南洛阳471003

根据高铁轴承试验台的结构形式和性能指标,确定高铁轴承试验台液压伺服加载的总体方案,建立其动力机构的负载流量方程和负载压力方程,并对其控制系统进行分析和建立其数学模型。然后,推导出液压伺服控制系统的传递函数,再利用Matlab软... 详细信息

根据高铁轴承试验台的结构形式和性能指标,确定高铁轴承试验台液压伺服加载的总体方案,建立其动力机构的负载流量方程和负载压力方程,并对其控制系统进行分析和建立其数学模型。然后,推导出液压伺服控制系统的传递函数,再利用Matlab软件对其控制系统进行动态仿真,并加入PID环节进行系统校正。最终设计出稳定性、快速性和准确性都符合要求的高铁轴承试验台的液压伺服加载系统。

关键词：高铁轴承试验台液压加载系统伺服

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高铁轴承试验台内部气固双相流内循环分析

轴承 2014年第6期 36-40页

作者：刘永刚宋黎明张晓杨谢金发河南科技大学机电工程学院河南洛阳471003 河南科技大学车辆与交通工程学院河南洛阳471003

针对高铁轴承试验台设计要求,采用内循环方式设计高铁轴承试验台粉尘箱,以模拟高铁轴承的实际运行工况。为简化粉尘箱的计算模型,首先利用CFX软件建立粉尘箱的有限元模型,然后应用Euler-Lagrange双流体湍流模型,对高铁轴承试验台粉尘箱... 详细信息

针对高铁轴承试验台设计要求,采用内循环方式设计高铁轴承试验台粉尘箱,以模拟高铁轴承的实际运行工况。为简化粉尘箱的计算模型,首先利用CFX软件建立粉尘箱的有限元模型,然后应用Euler-Lagrange双流体湍流模型,对高铁轴承试验台粉尘箱内部气固双相流的内循环状态进行数值模拟分析。探讨了风扇数量、布局及位置对流场和粉尘分布的影响规律,以及粉尘箱箱体和轴承壁面的磨损形式,并给出了较理想的风扇布局方案。

关键词：高铁轴承试验台气固双相流内循环有限元分析

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高铁轴承疲劳特性分析及可靠性寿命预测

高铁轴承疲劳特性分析及可靠性寿命预测

作者：曹国晋上海应用技术大学

学位级别：硕士

随着我国高铁里程的不断增长,与高铁相关的重要零部件也受到人们的关注。高铁牵引电机轴承的疲劳特性及寿命预测问题成为人们关注的焦点。本文的研究对象是高铁牵引电机轴承,有必要对高铁轴承的疲劳寿命提供有效的预测方法,主要研究内... 详细信息

随着我国高铁里程的不断增长,与高铁相关的重要零部件也受到人们的关注。高铁牵引电机轴承的疲劳特性及寿命预测问题成为人们关注的焦点。本文的研究对象是高铁牵引电机轴承,有必要对高铁轴承的疲劳寿命提供有效的预测方法,主要研究内容如下:1)根据轴承-转子基本参数及其承受不同振动加速度下得到轴承不同的工况和轴承游隙与寿命的关系。依据ISO16281修正参考额定寿命的计算公式,得到了不同工况下的轴承寿命,考虑了配合及温度对轴承游隙影响,给出了轴承的初始径向游隙。2)针对高铁牵引电机轴承在工作过程中出现的疲劳剥落现象,通过有限元理论和疲劳分析理论相结合的方法对轴承进行了疲劳寿命预测。以轴承静力学仿真结果为疲劳分析模型,轴承动力学仿真结果处理得到载荷谱为条件。使用nCode DesignLife疲劳分析软件对轴承进行了疲劳寿命预测,仿真得到了轴承疲劳寿命。进行了台架疲劳寿命试验,试验结果与仿真结果平均误差为7.1%,验证了仿真结果的准确性。3)阐述了深度学习的概念及其应用方向,介绍了深度学习的监督式、非监督式及强化学习算法,并说明深度学习处理一般问题的主要步骤。根据台架试验得到结果,采用深度学习算法中的BP神经网络算法、支持向量机算法和逻辑回归算法进行轴承是否失效的预测。

关键词：高铁轴承疲劳寿命初始径向游隙深度学习

高铁轴承零件拋光新方法及摩擦副微结构-织物界面特性研究

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同方学位论文库

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高铁轴承零件拋光新方法及摩擦副微结构-织物界面特性研究

作者：黄振荣湖南科技大学

学位级别：硕士

关节轴承具有在重载荷、大转矩等工况环境中高效运转的特点,因而被广泛应用于高铁列车中。这种使用要求苛刻的多因素条件,极易造成高铁轴承的失效,例如,织物衬垫层与轴承内圈的磨损剧增导致卡死、工件配合面的表面精度低致使传动失真、... 详细信息

关节轴承具有在重载荷、大转矩等工况环境中高效运转的特点,因而被广泛应用于高铁列车中。这种使用要求苛刻的多因素条件,极易造成高铁轴承的失效,例如,织物衬垫层与轴承内圈的磨损剧增导致卡死、工件配合面的表面精度低致使传动失真、织物衬垫层与外圈粘接强度不够而脱落等,因此,对高铁轴承的制造提出了越来越高的要求,亟需解决如下问题:(1)轴承零件表面的高效高精度制造技术;(2)轴承自润滑衬垫层和关键零件配合表面的高强度界面粘接技术。针对上述难题,本文开展了高铁轴承零件抛光新方法及摩擦副微结构-织物界面特性研究,具体研究工作如下:提出了高铁轴承关键零件的剪切增稠化学复合抛光新方法,解决高铁关节轴承零件制造精度不够、工件配合面的表面精度低致使传动失真等问题。阐明了剪切增稠化学复合抛光的基本原理及材料去除机理,建立了材料去除模型。搭建了试验平台和加工工艺系统,其驱动抛光工具调速范围0～10.8 m/s,抛光压力为30～150 k Pa;分析了其抛光加工的主要影响因素,并验证了材料去除模型。研制了适用于高铁轴承钢高效加工的新型抛光液。确定了抛光液的组成成分为:Ce O、HO、PEG600、Na OH、稀硫酸、乙二胺四乙酸二钾盐、对氯间二甲基苯酚和去离子水。通过测试与检验,所制备新型抛光液的各项性能指标稳定,可用于高铁轴承钢材料的高效抛光。优化了高铁轴承零件9Cr18材料的高效高质量抛光工艺,通过对高铁轴承零件9Cr18材料的抛光加工试验,分析了抛光液温度、p H、抛光最小间隙、抛光速率等可控工艺因素对抛光表面质量的影响。研究表明,随着温度的升高,抛光去除率减小,表面质量下降;在酸性条件下,p H=4时抛光去除率高,表面粗糙度与面形精度高;在剪切增稠弹性层(约0.4 mm)中,抛光间隙越小,抛光质量越高,当抛光最小间隙大于0.4 mm时,很难获得高效高质量抛光;抛光速率增大,材料去除率相对提升。当抛光速率为1250rpm时,材料去除率最大且表面质量高;轴承内圈零件抛光后的配合面的表面粗糙度达到Ra 0.068μm(优于国标GB/T 304.9-2008规定值Ra 0.800μm),获得了很高的面形精度。提出了一种高铁轴承摩擦副外圈零件内表面-织物衬垫层之间的界面粘接新工艺,设计并制造合适的表面微结构来增强界面结合强度。对表面微结构、涂胶用量、加载固化时间等主要影响粘结强度的因素进行正交实验研究,表明,剥离强度影响程度依次为涂胶用量>加载固化时间>微结构形貌。获得最优工艺参数为微结构形貌为正六边形沉孔(0.5 mm边长×0.5 mm孔深),整个外圈涂胶用量11.60 g,加载固化时间6 h。这种新工艺使得零件表面微结构-织物衬垫层的界面结合强度高,平均剥离强度为0.59 N/mm,为国军标(0.35 N/mm,GJB5502-2005)的1.67倍,达到实际使用要求。

关键词：抛光高铁轴承抛光液剪切增稠化学效应超精密加工

高铁轴承试验台粉尘箱内气固两相流动的数值分析

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高铁轴承试验台粉尘箱内气固两相流动的数值分析

作者：王菲河南科技大学

学位级别：硕士

为了实现高速铁路轴承自主化制造，打破国外企业的技术垄断，满足高速铁路发展的需要，迫切需要研制大型高速铁路轴承试验台，对轴承的各项性能进行测试和验证。本文主要对高铁轴承防粉尘性能试验台密封箱内气固两相流动进行仿真分析，... 详细信息

为了实现高速铁路轴承自主化制造，打破国外企业的技术垄断，满足高速铁路发展的需要，迫切需要研制大型高速铁路轴承试验台，对轴承的各项性能进行测试和验证。本文主要对高铁轴承防粉尘性能试验台密封箱内气固两相流动进行仿真分析，重点对粉尘箱内粉尘颗粒分布情况进行考察和研究，为轴承实验提供理论性指导。本文首先分析了高铁轴承试验台及气固两相流的国内外发展现状，结合试验台的实际工作条件及其内部结构，对其进行合理简化，并采用Fluent前处理软件Gambit建立几何模型;其次采用Fluent软件提供的湍流模型、颗粒运动轨迹模型对圆形箱体粉尘箱内气相流流场及不同粒径的粉尘颗粒运动情况进行分析;然后通过对入射速度、箱体形状、入射角度、出入口位置等四个方面对圆形箱体粉尘进行改进，并对改进后的方案进行气固两相分析，以粉尘颗粒在箱体内部及轴承周围分布的均匀性和与轴承碰撞时速度的大小为指标，对比了不同方案的优缺点;最后采用Fluent软件提供双流体模型对圆形箱体粉尘箱内的流场进行进一步的分析，研究粉尘箱内部流体的速度及粉尘颗粒的体积分数随时间的变化状况。分析表明采用湍流模型、颗粒运动轨迹及双流体模型能够详细、直观地模拟轴承试验台粉尘箱内粉尘颗粒的分布状况。本文的分析结果可以为轴承试验台的设计和改进提供理论性和数据支持。

关键词：高铁轴承试验台气固两相流湍流模型颗粒轨迹模型

高铁轴承试验台内气固双相流搅动循环的数值模拟

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高铁轴承试验台内气固双相流搅动循环的数值模拟

作者：宋黎明河南科技大学

学位级别：硕士

高铁轴承试验台是高铁轴承各项性能参数进行测试和进行相关试验的重要设备，也是模拟高铁轴承实际工况条件的关键所在，研究掌握高铁轴承试验台是实现高铁轴承国产至关重要的一步。为更加准确的测试高铁轴承的性能，须建立高铁粉尘箱模... 详细信息

高铁轴承试验台是高铁轴承各项性能参数进行测试和进行相关试验的重要设备，也是模拟高铁轴承实际工况条件的关键所在，研究掌握高铁轴承试验台是实现高铁轴承国产至关重要的一步。为更加准确的测试高铁轴承的性能，须建立高铁粉尘箱模拟高铁轴承实际运行状况，搅动循环是高铁轴承粉尘箱为模拟高铁轴承实况的一种流场状态，本课题即在搅动循环的基础上对高铁轴承试验台内气固双相流进行仿真分析。首先，分析高铁轴承粉尘箱及气固双相流的国内外现状，结合实际工作条件及其内部结构，对粉尘箱的结构进行简化，分析得出高铁轴承实际运行的流场粉尘分布，确定实现其搅动循环的方案及分类。其次，建立流体模型，并采用ICEM对流体模型进行网格划分进行初步分析。再次，通过对实现搅动循环的内置风扇空间布置、风扇转向、扇叶参数3个方面进行深入分类仿真模拟，分析其后处理的矢量、速度、流线等图形，探讨高铁轴承粉尘箱内气固双相流稳态下的搅动循环的变化规律，对比得出更接近高铁轴承实况的搅动循环方案，使被测轴承在粉尘箱内处于最接近实况的流体状态。最后，对稳态下不同粒径和不同风扇转速条件下的粒子进行追踪分析，以粉尘颗粒能较均匀的运动与轴承周围和为指标，总结出粉尘颗粒和风扇转速的变化规律对内搅动循环流场的影响，作用于粉尘箱结构设计，再对仿真分析的瞬态做补充分析。分析表明本文基于SST湍流模型流体理论基础和采用CFX软件，能较系统直观的分析出轴承粉尘箱内气固双相流在不同分类方案下的流体粉尘分布，研究结果表明当粉尘箱为圆柱形、壁面较光滑时，4台风扇距离被测轴承100mm布置在其对面420mm的圆周上彼此相邻两台转向相反时，扇叶倾角为60°、尺寸为130mm时能较理想的实现高铁轴承粉尘箱内的循环搅动，可以为高铁轴承粉尘箱的建立提供理论依据和数据参考。

关键词：高铁轴承粉尘箱 CFX 气固双相流搅动循环粉尘颗粒