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高速精密角接触陶瓷球轴承设计及试验研究
1
作者
谢文超
崔永存
+2 位作者
李小明
董帅豪
周勇勇
《机电工程》
北大核心
2025年第1期33-41,89,共10页
针对某数控机床主轴轴承低极限转速及低DN值(轴承内径和轴承转速的乘积)的问题,为解决机床主轴轴承高极限转速的问题,满足高DN值、高极限转速及精度P4级的要求,设计开发了一款高速电主轴精密角接触陶瓷球轴承,并进行了轴承温升和振动试...
针对某数控机床主轴轴承低极限转速及低DN值(轴承内径和轴承转速的乘积)的问题,为解决机床主轴轴承高极限转速的问题,满足高DN值、高极限转速及精度P4级的要求,设计开发了一款高速电主轴精密角接触陶瓷球轴承,并进行了轴承温升和振动试验。首先,根据轴承的使用环境选取了角接触陶瓷球轴承主参数,并为降低高转速下轴承发热量选取了合适的轴承材料;然后,利用建立的角接触球轴承动力学模型并联立动力学微分方程进行了求解,以摩擦力矩为目标函数对轴承球径和内外沟曲率半径系数进行了正交优化选取,还进行了动力学和疲劳寿命分析;最后,开展了角接触陶瓷球轴承的极限转速试验,进行了温升和振动分析,验证了该轴承温升和振动指标满足设计要求。研究结果表明:优化后得到轴承的球径D w为6.35 mm、内沟曲率半径系数f i为0.55、外沟曲率半径系数f e为0.52;计算优化后角接触陶瓷球轴承的最大接触应力不超过2100 MPa,滚动体与保持架的最大作用力不超过3 N,保持架受到的等效应力及极限转速下轴承疲劳寿命为84.5 h左右,均满足设计使用要求;且优化后的角接触陶瓷球轴承最小摩擦力矩为102.0331 N·mm;优化后轴承的最高温度为56℃,振动加速度不高于19.6 m/s^(2)。该轴承满足超精密数控机床高速电主轴的应用需求,同时提高了国内现有高速电主轴的极限转速。
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关键词
高速机床电主轴
滚动轴承
摩擦力矩
动力学分析
极限转速
滚道接触性能
保持架碰撞力
疲劳寿命
轴承温升和振动
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职称材料
摩擦副表面微结构及其超声复合电加工技术研究
被引量：
4
2
作者
朱永伟
王占和
+1 位作者
范仲俊
云乃彰
《中国机械工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2008年第24期2965-2971,共7页
设计了圆形、正方形及菱形三种截面形状微结构;用微细电加工技术组合制作了微结构加工工具;构造、完善了超声复合微细电加工系统;进行了微结构超声复合电加工试验,并分析了其加工的工艺特性。进行了摩擦学特性试验,结果表明,具有规则形...
设计了圆形、正方形及菱形三种截面形状微结构;用微细电加工技术组合制作了微结构加工工具;构造、完善了超声复合微细电加工系统;进行了微结构超声复合电加工试验,并分析了其加工的工艺特性。进行了摩擦学特性试验,结果表明,具有规则形貌微结构的摩擦副表面摩擦因数及磨损量均减小,研究成果对提高重要摩擦副的使用性能与寿命具有理论意义和工程应用价值。
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关键词
微结构
摩擦分析
微细工具制作
超声复合电加工
摩擦试验
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职称材料
题名
高速精密角接触陶瓷球轴承设计及试验研究
1
作者
谢文超
崔永存
李小明
董帅豪
周勇勇
机构
河南科技大学机电工程学院
常州光洋轴承股份有限公司
浙江省机电产品质量检测所有限公司
出处
《机电工程》
北大核心
2025年第1期33-41,89,共10页
基金
浙江省重点研发计划项目(2021C01095)。
文摘
针对某数控机床主轴轴承低极限转速及低DN值(轴承内径和轴承转速的乘积)的问题,为解决机床主轴轴承高极限转速的问题,满足高DN值、高极限转速及精度P4级的要求,设计开发了一款高速电主轴精密角接触陶瓷球轴承,并进行了轴承温升和振动试验。首先,根据轴承的使用环境选取了角接触陶瓷球轴承主参数,并为降低高转速下轴承发热量选取了合适的轴承材料;然后,利用建立的角接触球轴承动力学模型并联立动力学微分方程进行了求解,以摩擦力矩为目标函数对轴承球径和内外沟曲率半径系数进行了正交优化选取,还进行了动力学和疲劳寿命分析;最后,开展了角接触陶瓷球轴承的极限转速试验,进行了温升和振动分析,验证了该轴承温升和振动指标满足设计要求。研究结果表明:优化后得到轴承的球径D w为6.35 mm、内沟曲率半径系数f i为0.55、外沟曲率半径系数f e为0.52;计算优化后角接触陶瓷球轴承的最大接触应力不超过2100 MPa,滚动体与保持架的最大作用力不超过3 N,保持架受到的等效应力及极限转速下轴承疲劳寿命为84.5 h左右,均满足设计使用要求;且优化后的角接触陶瓷球轴承最小摩擦力矩为102.0331 N·mm;优化后轴承的最高温度为56℃,振动加速度不高于19.6 m/s^(2)。该轴承满足超精密数控机床高速电主轴的应用需求,同时提高了国内现有高速电主轴的极限转速。
关键词
高速机床电主轴
滚动轴承
摩擦力矩
动力学分析
极限转速
滚道接触性能
保持架碰撞力
疲劳寿命
轴承温升和振动
Keywords
electric
spindle for high-speed
machin
e tools
rolling bearing
friction
moment
kinetic
analysis
limit speed
raceway contact performance
cage collision force
fatigue life
bearing temperature rise and vibration
分类号
TH133.33 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
摩擦副表面微结构及其超声复合电加工技术研究
被引量：
4
2
作者
朱永伟
王占和
范仲俊
云乃彰
机构
扬州大学
南京航空航天大学
出处
《中国机械工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2008年第24期2965-2971,共7页
基金
国家自然科学基金资助项目(50675192)
江苏省研究生创新计划资助项目(CX07S_022z)
文摘
设计了圆形、正方形及菱形三种截面形状微结构;用微细电加工技术组合制作了微结构加工工具;构造、完善了超声复合微细电加工系统;进行了微结构超声复合电加工试验,并分析了其加工的工艺特性。进行了摩擦学特性试验,结果表明,具有规则形貌微结构的摩擦副表面摩擦因数及磨损量均减小,研究成果对提高重要摩擦副的使用性能与寿命具有理论意义和工程应用价值。
关键词
微结构
摩擦分析
微细工具制作
超声复合电加工
摩擦试验
Keywords
micro-
structure
friction analysis electric micro- machining
friction
test
micro tool manufacturing
ultrasonic combined
分类号
TG662 [金属学及工艺—金属切削加工及机床]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
高速精密角接触陶瓷球轴承设计及试验研究
谢文超
崔永存
李小明
董帅豪
周勇勇
《机电工程》
北大核心
2025
0
在线阅读
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职称材料
2
摩擦副表面微结构及其超声复合电加工技术研究
朱永伟
王占和
范仲俊
云乃彰
《中国机械工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2008
4
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职称材料
已选择
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