考虑圆度误差的角接触球轴承温升特性研究 被引量：1

1

作者 马瑞翔 余永健 +1 位作者 薛玉君 刘永刚 《机电工程》 CAS 北大核心 2024年第8期1330-1341,共12页

以往有关于轴承温升特性的研究多注重轴承温升以及圆度误差对轴承振动的影响,其中圆度误差对轴承温升影响的文献较少,且研究对象多针对的是低速、轻载轴承的温升。为此,建立了考虑圆度误差、轴承预紧力、离心效应、热力耦合等影响的角... 以往有关于轴承温升特性的研究多注重轴承温升以及圆度误差对轴承振动的影响,其中圆度误差对轴承温升影响的文献较少,且研究对象多针对的是低速、轻载轴承的温升。为此,建立了考虑圆度误差、轴承预紧力、离心效应、热力耦合等影响的角接触球轴承热-力耦合模型,研究了轴承沟道圆度误差对轴承温升的影响规律。首先,以轴承拟动力学、弹流润滑理论、传热学理论和基尔霍夫能量守恒定律为基础,建立了考虑圆度误差、轴承预紧力、离心效应、热力耦合等影响的角接触球轴承热-力耦合模型;然后,利用模型分析了不同工况条件、圆度误差对轴承温升特性影响;最后,将模型计算结果与试验结果进行了比较,验证了角接触球轴承热-力耦合模型的合理性。研究结果表明:模型计算结果和实验结果相比,最大相对误差为5.37%;随着圆度误差阶次的增加,轴承温度呈现波动性变化,且随着转速的增加,波动趋势愈加显著;随着润滑油温度的升高,温度波动逐渐减小;当圆度误差的阶次等于球数n/2±2(n=1,2,3…)时,轴承外圈温度比不考虑圆度误差时要低,因此将圆度误差控制在特定阶次内能有效降低轴承温升,从而提高工作效率;轴承外圈温度的波动性与外圈圆度误差的幅值成正比,为轴承设计提供了重要参考;外圈温度与沟道圆度误差阶次之间呈周期性变化,并与钢球的个数形成映射关系,当圆度误差阶次等于球数的(2 n-1)/4倍(n=1,2,3…)时,轴承外圈温度达到最高;当圆度误差阶次等于球数的n/2倍(n=1,2,3…)时,轴承外圈温度最低,这一规律可为轴承的优化提供具体参考方向。 展开更多

关键词 角接触球轴承热-力耦合模型 轴承拟动力学模型 轴承沟道圆度误差 热网络法 摩擦力矩 温度波动

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风机增速箱圆锥滚子轴承疲劳寿命分析

2

作者 金喜洋 李伦 +1 位作者 牛宝禛 黄伟 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第11期227-232,236,共7页

以某4.5MW风机增速箱圆锥滚子轴承3171为研究对象,基于增速箱输入轴的LDD载荷谱,研究了滚子载荷分布和应力分布情况,运用加权平均法计算分析了圆锥滚子轴承的等效载荷分布和等效转速,依据滚动接触疲劳理论计算研究了圆锥滚子轴承疲劳寿... 以某4.5MW风机增速箱圆锥滚子轴承3171为研究对象,基于增速箱输入轴的LDD载荷谱,研究了滚子载荷分布和应力分布情况,运用加权平均法计算分析了圆锥滚子轴承的等效载荷分布和等效转速,依据滚动接触疲劳理论计算研究了圆锥滚子轴承疲劳寿命。建立Romax仿真模型,分析了扭矩、转速、预紧量对圆锥滚子轴承疲劳寿命的影响,结果表明,扭矩对轴承寿命的影响规律呈S型曲线变化趋势,转速对轴承寿命的影响规律呈反比例曲线变化趋势,随着预紧量的增加,轴承的寿命先增大后减小。轴承的疲劳寿命的计算值为1.77×10~6h,Romax仿真值为2.05×10~6h,相对误差为13.7%,轴承寿命超过了20年,满足使用要求。 展开更多

关键词 风机增速箱 圆锥滚子轴承 疲劳寿命 影响因素 Romax仿真分析

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滚子几何误差对圆柱滚子轴承旋转精度的影响 被引量：11

3

作者 余永健 陈国定 +1 位作者 李济顺 薛玉君 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期774-784,共11页

由于轴承的回转运动是轴承内圈、外圈和多个滚动体等零件在几何约束下实现的,轴承回转误差也应当是轴承零件几何误差共同作用的结果。因此,研究轴承零件几何误差与轴承回转误差的关系对轴承精度设计和预测有重要意义。为此,考虑内圈滚... 由于轴承的回转运动是轴承内圈、外圈和多个滚动体等零件在几何约束下实现的,轴承回转误差也应当是轴承零件几何误差共同作用的结果。因此,研究轴承零件几何误差与轴承回转误差的关系对轴承精度设计和预测有重要意义。为此,考虑内圈滚道、外圈滚道和滚子表面几何误差,提出了圆柱滚子轴承旋转精度数值模型,并通过试验验证了该数值模型的正确性。分析了具有不同几何误差滚子的排布方式、滚子表面圆度误差与滚子个数的耦合效应对轴承内圈跳动量的影响。分析结果表明,具有不同几何误差滚子的排布方式对轴承旋转精度影响显著,将滚子按照尺寸误差大小交替排布,能显著提高轴承旋转精度;滚子表面偶数阶圆度误差对轴承旋转精度有显著影响,且其影响程度取决于滚子表面圆度误差阶次与滚子个数的关系,而滚子表面奇数阶圆度误差对轴承旋转精度的影响几乎可以忽略;滚子表面圆度误差阶次越高,滚子个数对轴承旋转精度影响越大;增加滚子个数并不总使轴承旋转精度提高。 展开更多

关键词 圆柱滚子轴承 旋转精度 几何误差 圆度误差 滚子个数

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基于灰色理论的风机增速箱轴承可靠性分析 被引量：2

4

作者 李伦 金喜洋 +2 位作者 李济顺 牛宝禛 黄伟 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2022年第9期112-115,共4页

以某4.5MW风机增速箱圆锥滚子轴承b为研究对象,利用Romax软件仿真计算圆锥滚子轴承的等效疲劳寿命。在缺乏兆瓦级风机增速箱轴承试验数据的前提下,利用MATLAB生成轴承寿命的随机样本被当作试验数据,再运用灰色系统理论对少数试验数据进... 以某4.5MW风机增速箱圆锥滚子轴承b为研究对象,利用Romax软件仿真计算圆锥滚子轴承的等效疲劳寿命。在缺乏兆瓦级风机增速箱轴承试验数据的前提下,利用MATLAB生成轴承寿命的随机样本被当作试验数据,再运用灰色系统理论对少数试验数据进行扩充预测,预测精度达到97.12%。运用Weibull分布理论建立轴承寿命与可靠度之间的关联关系,通过最小二乘法估计Weibull分布的形状参数与尺度参数。结果表明,当寿命样本个数为18时,形参与尺参的估计值与假设值的相对误差分别为0.07%与0.1%;在90%的可靠度下,轴承的估计寿命与仿真寿命的相对误差为0.24%;轴承工作20年的可靠度为94.2%。 展开更多

关键词 风机增速箱 圆锥滚子轴承 GM模型 最小二乘法 可靠性分析

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低温贝氏体转变对渗碳纳米贝氏体轴承钢表层组织与性能的影响 被引量：1

5

作者 李伟 秦羽满 +5 位作者 王艳辉 康杰 杨志南 张福成 尤蕾蕾 李艳国 《燕山大学学报》 CAS 北大核心 2021年第1期25-32,共8页

本文设计了一种高碳钢,用于模拟轴承用渗碳纳米贝氏体钢表层的高碳层,并研究了随等温时间延长,其组织演变和力学性能变化规律。结果表明,当试验钢在200℃等温淬火时,贝氏体转变结束时间为48 h。随着等温时间的延长,马氏体含量降低,贝氏... 本文设计了一种高碳钢,用于模拟轴承用渗碳纳米贝氏体钢表层的高碳层,并研究了随等温时间延长,其组织演变和力学性能变化规律。结果表明,当试验钢在200℃等温淬火时,贝氏体转变结束时间为48 h。随着等温时间的延长,马氏体含量降低,贝氏体铁素体含量升高,残余奥氏体含量先升高后降低,并在8 h时达到最高值,约为34.5%。贝氏体板条平均厚度约为69 nm。随等温时间的延长,试验钢的硬度先降低后升高,冲击韧性先升高后降低,且均在8 h等温时间条件下获得极值,硬度为最低值58.4HRC,冲击韧性为最高值101 J/cm^2。由于采用无缺口冲击试样,显著削弱了块状残余奥氏体对冲击韧性的消极影响,导致本文中冲击韧性与残余奥氏体含量呈现完全正相关的规律。 展开更多

关键词 贝氏体轴承钢 纳米贝氏体 显微组织 机械性能 热处理

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采用频谱细化的超声法在线测量滚动轴承保持架转速 被引量：6

6

作者 陈书恒 李猛 +2 位作者 刘恒 梅凯路 贺凤祥 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期139-145,共7页

针对实际工况下超声时间差法在线测量滚动轴承保持架转速的噪声抑制及高速测量准确性问题,提出了一种采用频谱细化的滚动轴承保持架转速超声测量方法。通过引入自相关分析及快速傅里叶变换抑制时域噪声对超声回波脉冲信号的影响,使用线... 针对实际工况下超声时间差法在线测量滚动轴承保持架转速的噪声抑制及高速测量准确性问题,提出了一种采用频谱细化的滚动轴承保持架转速超声测量方法。通过引入自相关分析及快速傅里叶变换抑制时域噪声对超声回波脉冲信号的影响,使用线性调频Z变换(CZT)频谱细化算法提高滚动体通过频率的计算精度,进而提高轴承保持架转速测量准确性。28 000r/min下的高速滚动轴承保持架转速超声测量试验结果表明,该方法能够有效克服实际工况下的噪声影响,实现高速实际工况下轴承保持架转速波动的准确测量,测量误差在0.1%以内。 展开更多

关键词 超声测量 滚动轴承 保持架 频谱细化

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载荷作用下滚道误差对轴承旋转精度的影响分析 被引量：3

7

作者 周元坤 薛玉君 +1 位作者 余永健 庞碧涛 《机械设计与制造》 北大核心 2019年第2期38-41,46,共5页

根据圆柱滚子轴承各零件间的几何关系,推导出轴承几何协调方程,将几何协调方程与载荷平衡方程联立进行迭代求解,建立基于载荷平衡与几何协调共同作用下轴承旋转精度的数学模型,研究了内圈滚道圆度误差谐波幅值、谐波阶次对轴承内圈径向... 根据圆柱滚子轴承各零件间的几何关系,推导出轴承几何协调方程,将几何协调方程与载荷平衡方程联立进行迭代求解,建立基于载荷平衡与几何协调共同作用下轴承旋转精度的数学模型,研究了内圈滚道圆度误差谐波幅值、谐波阶次对轴承内圈径向跳动的影响。研究结果表明:随着内圈滚道圆度误差幅值增大,轴承内圈径向跳动增大;当轴承径向载荷增大时,内圈径向跳动变小;随着内圈滚道圆度误差阶次的变化,轴承内圈径向跳动呈现出波动,波动程度与轴承径向载荷有关;当轴承滚子个数与内圈圆度误差阶次呈整数倍时,内圈径向跳动最大。 展开更多

关键词 几何协调 载荷平衡 径向跳动 圆度误差 旋转精度

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特大型圆锥滚子轴承支柱保持架氩弧焊接技术 被引量：1

8

作者 林国福 褚翠霞 +2 位作者 姬晓飞 陈相东 郭新 《轴承》 北大核心 2018年第7期22-23,27,共3页

分析特大型圆锥滚子轴承支柱焊接保持架目前普通电弧焊接存在的问题,改进采用氩弧焊接方法,并对保持架倒角进行改进。通过工艺对比验证了支柱氩弧焊接的优越性,支柱氩弧焊接无焊渣飞溅,焊帽质量更好,满足了强度要求,并对焊接的检测进行... 分析特大型圆锥滚子轴承支柱焊接保持架目前普通电弧焊接存在的问题,改进采用氩弧焊接方法,并对保持架倒角进行改进。通过工艺对比验证了支柱氩弧焊接的优越性,支柱氩弧焊接无焊渣飞溅,焊帽质量更好,满足了强度要求,并对焊接的检测进行了说明。 展开更多

关键词 特大型圆锥滚子轴承 保持架 支柱 焊接 氩弧焊 焊渣

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圆柱滚子推力轴承磨损仿真与实验研究

9

作者 金留南 李伦 +2 位作者 薛玉君 余永健 李玉川 《机电工程》 2025年第9期1625-1637,共13页

针对某型航空设备转动部件圆柱滚子推力轴承在低速重载、滚道滑移剧烈等恶劣工况下的磨损失效问题,重点研究了轴向载荷、滚动体循环圈数以及滚滑分布对其磨损特性的影响规律。首先,建立了某型圆柱滚子推力轴承的滚子-轴(座)圈滚道磨损... 针对某型航空设备转动部件圆柱滚子推力轴承在低速重载、滚道滑移剧烈等恶劣工况下的磨损失效问题,重点研究了轴向载荷、滚动体循环圈数以及滚滑分布对其磨损特性的影响规律。首先,建立了某型圆柱滚子推力轴承的滚子-轴(座)圈滚道磨损仿真模型;然后,对UMESHMOTION磨损子程序进行了二次开发,并应用ALE自适应网格技术划分了轴(座)圈滚道磨损区域,基于赫兹接触理论确定了磨损区域最佳网格尺寸,根据磨损相对偏差率确定了不同轴向载荷下的外推因子,仿真分析了不同轴向载荷、滚滑状态、循环圈数下轴(座)圈滚道沿径向方向整体磨损深度分布的演变规律;最后,利用自制的圆柱滚子推力轴承磨损实验设备进行了磨损实验,并与磨损仿真结果进行了对比。研究结果表明:根据网格无关性研究确定轴(座)圈滚道磨损区域网格尺寸为20μm,基于磨损仿真外推法确定轴向载荷为10.5 kN~40.5 kN时的常数外推因子分别为100、80、40、40;随着轴向载荷的增大,轴(座)圈滚道正负滑移区磨损深度逐渐增大,尤其正滑移区磨损深度增幅显著;随着循环圈数的增多,轴(座)圈滚道正负滑移区磨损深度差距减小,逐渐趋于对称;随着滚滑状态趋近于理想状态,滚道正滑移磨损区域面积增大及负滑移区域磨损区域面积减小,磨损最小值位置逐渐靠近滚子与滚道线接触中心;轴(座)圈磨损质量和磨损深度分布实验结果与仿真结果具有相同的变化趋势,磨损质量实验值与仿真值的整体误差较小,最大误差为9.73%。该研究方法和磨损仿真程序模拟具有有效性。 展开更多

关键词 磨损性能 ABAQUS 轴向载荷 循环圈数 滚滑状态 磨损质量 磨损深度分布

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高温环境Si_(3)N_(4)陶瓷与M50钢材料的球盘配副与润滑油量对摩擦学行为的影响研究 被引量：2

10

作者 潘盈卓 吕宝华 +6 位作者 马楷 刘明辉 程洁 曹辉 白鹏鹏 孟永钢 田煜 《摩擦学学报（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期200-213,共14页

针对耐高温轴承的高温润滑问题,采用SRV-Ⅳ微动摩擦磨损试验机对轴承用材料Si_(3)N_(4)陶瓷和M50钢展开了高温控油摩擦磨损试验,之后对不同的配副方式进行了高温足量油、乏油的摩擦磨损对比试验.控油试验结果表明:200℃、足量油润滑条件... 针对耐高温轴承的高温润滑问题,采用SRV-Ⅳ微动摩擦磨损试验机对轴承用材料Si_(3)N_(4)陶瓷和M50钢展开了高温控油摩擦磨损试验,之后对不同的配副方式进行了高温足量油、乏油的摩擦磨损对比试验.控油试验结果表明:200℃、足量油润滑条件下,Si_(3)N_(4)(球)-M50(盘)配副相较于M50钢自配副具有更低的摩擦系数和盘磨损率.M50钢自配副磨损率更容易受到润滑油量的影响.这是由于Si_(3)N_(4)(球)-M50(盘)配副的M50盘表面在摩擦过程中生成了稳定的含磷摩擦反应膜,而M50钢自配副的磨损以磨粒磨损为主,化学反应膜容易被破坏,且磨粒浓度会受到润滑油量的影响.不同配副对比试验结果表明:200℃、3μL油量下,仅M50(球)-Si_(3)N_(4)(盘)配副长摩1 h未发生润滑失效,且能够保持较低的磨损率,除摩擦过程中产生的反应膜能够起到保护作用外,M50钢球表面化学反应膜成膜面积更小,成膜不易受乏油条件的影响也是重要原因. 展开更多

关键词 耐高温轴承 M50钢 Si_(3)N_(4)陶瓷 高温 乏油

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氮氩流量比对磁控溅射CrAgCeN涂层摩擦学性能的影响 被引量：5

11

作者 畅为航 蔡海潮 +2 位作者 薛玉君 雷贤卿 李航 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期262-271,共10页

目的研究不同氮氩流量比对磁控溅射制备CrAgCeN涂层微观组织结构和摩擦学性能的影响。方法采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪对涂层表面形貌、成分和微观组织进行分析。采用纳米压痕仪、球盘式摩擦磨损试验机和白光干涉三维形貌仪,测试... 目的研究不同氮氩流量比对磁控溅射制备CrAgCeN涂层微观组织结构和摩擦学性能的影响。方法采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪对涂层表面形貌、成分和微观组织进行分析。采用纳米压痕仪、球盘式摩擦磨损试验机和白光干涉三维形貌仪,测试涂层的力学性能和摩擦学性能。结果在给定的氮氩流量比下,CrAgCeN涂层主要有CrN、Cr_(2)N、Ag、AgN_(3)和Ce相构成,引入Ce、Ag可改变组织结构,随着氮氩流量比的增加,CrAgCeN涂层表面形貌由三角锥状转变为球状,在氮氩流量比为1.5时,涂层组织更加致密。涂层硬度和弹性模量随着氮氩流量比的增加呈现先升高后降低的趋势,在氮氩流量比为1.5时,硬度(H)和弹性模量(E)最大,分别为14.1 GPa和213.8 GPa;H/E值最高,为0.066,反映涂层具有较好的抗塑性变形能力。随着氮氩流量比的增加,摩擦因数和磨损率先减小后增大,在氮氩流量比为1.5时,涂层的摩擦因数和磨损率最小,分别为0.381和1.1×10^(-6) mm^(3)/(N·m),相比于氮氩流量比为0.6、1、3时,对磨球磨损表面能谱表明Ce、Ag含量最高,减摩耐磨效应最优,对磨球磨损表面最平整。结论通过调整氮氩流量比可以获得摩擦磨损性能良好的CrAgCeN涂层。 展开更多

关键词 氮氩流量比 磁控溅射 CrAgCeN涂层 摩擦磨损

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沉积功率对Ce-Ti/MoS_(2)复合涂层摩擦磨损性能的影响 被引量：2

12

作者 田昌龄 蔡海潮 +2 位作者 薛玉君 叶军 李继文 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期197-207,共11页

目的探究Ce-Ti合金靶功率对MoS_(2)基涂层摩擦学性能的影响,制备干摩擦性能优异的MoS_(2)基复合涂层。方法采用直流与射频双靶非平衡共溅射技术,通过调节Ce-Ti(1∶1)靶功率控制涂层掺杂元素含量。利用原子力显微镜(AFM)、X射线光电子能... 目的探究Ce-Ti合金靶功率对MoS_(2)基涂层摩擦学性能的影响,制备干摩擦性能优异的MoS_(2)基复合涂层。方法采用直流与射频双靶非平衡共溅射技术,通过调节Ce-Ti(1∶1)靶功率控制涂层掺杂元素含量。利用原子力显微镜(AFM)、X射线光电子能谱仪(XPS)等多种测试手段,分析合金靶功率对Ce-Ti/MoS_(2)涂层微观组织、力学性能及摩擦学性能的影响。结果随着掺杂金属功率提升,MoS_(2)基涂层由明显的晶体结构变为类似非晶结构;表面由纯MoS_(2)的蠕虫状逐渐转化为细小团聚形貌,在达到90 W功率后团聚尺寸又逐渐粗大。当Ce-Ti靶(Ce的原子数分数为2.32%;Ti的原子数分数为7.21%)沉积功率达到70 W时,致密程度显著提高,由无掺杂多孔柱状晶变为细密柱状生长结构,纳米硬度达7.85 GPa,并明显改善了氧化现象。在摩擦磨损方面,70 W功率下磨痕呈微量的磨粒磨损,平均摩擦因数低至0.073,磨损率减少至9.42×10^(-8) mm^(3) N^(-1)m^(-1)。对偶钢球形成转移膜,有效减少摩擦过程剪切力。70 W条件下转移膜面积最小,且摩擦时磨痕处重组生成MoS_(2)结构,显著减少材料的摩擦因数与磨损率。结论磁控溅射Ce-Ti掺杂MoS_(2)基涂层提升了涂层致密程度与摩擦磨损性能,在功率达到70 W时达到最优综合性能,涂层的摩擦因数与磨损率也因形成高质量转移膜而显著降低。 展开更多

关键词 磁控溅射 二硫化钼涂层 金属掺杂 靶功率 摩擦学性能

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复合轴向力加载装置设计与力控制 被引量：3

13

作者 杨芳 司东宏 +1 位作者 马喜强 薛玉君 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期1315-1320,1329,共7页

为满足航空发动机主轴承试验对轴承精确稳定轴向载荷的需求,分析了复合作用于试验轴系的预压紧弹簧力和液压力的设计原理,设计了具有内置微型力传感器的复合轴向力加载装置,基于抗扰控制理论设计扩张状态观测器对反馈信息进行观测,并结... 为满足航空发动机主轴承试验对轴承精确稳定轴向载荷的需求,分析了复合作用于试验轴系的预压紧弹簧力和液压力的设计原理,设计了具有内置微型力传感器的复合轴向力加载装置,基于抗扰控制理论设计扩张状态观测器对反馈信息进行观测,并结合非线性PID控制器制定复合轴向力控制策略。在航空发动机主轴承双转子试验机上开展应用,试验结果表明:复合轴向力加载装置及其力控制方法能够很好地实现轴向加载力的精确控制。 展开更多

关键词 轴承试验 复合轴向力 加载装置 抗扰控制

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