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基于模糊理论的立式磁轴承系统保护轴承抗冲击影响因素分析
1
作者 朱定康 庞晓旭 +2 位作者 黄昆 邱明 董艳方 《轴承》 北大核心 2024年第10期55-64,共10页
为分析立式磁轴承失效后保护轴承受转子冲击的影响因素及其影响程度,仿真立式磁轴承系统中转子跌落至保护轴承的动力学过程,建立Ⅰ-Ⅱ级模糊综合评价模型对保护轴承所受轴向碰撞力各影响参数的影响程度进行评判,并利用熵权法、灰色关联... 为分析立式磁轴承失效后保护轴承受转子冲击的影响因素及其影响程度,仿真立式磁轴承系统中转子跌落至保护轴承的动力学过程,建立Ⅰ-Ⅱ级模糊综合评价模型对保护轴承所受轴向碰撞力各影响参数的影响程度进行评判,并利用熵权法、灰色关联度法对模型进行验证,结果表明:随着转子质量、轴向保护间隙、转子偏心角度增大以及有保持架更换为无保持架,保护轴承内圈所受最大轴向碰撞力增大,随着填球数增大,最大轴向碰撞力先减小后增大,而转子转速、滚动体材料、径向保护间隙的变化对轴向碰撞力的影响不大;各参数的影响程度从大到小为转子质量、保护轴承填球数、轴向保护间隙、转子偏心角度、保护轴承有无保持架、滚动体材料、转子转速、径向保护间隙;模糊综合评价模型与熵权法、灰色关联度法的评价结果基本一致,验证了在乏信息条件下利用模糊综合评价模型评价各参数对保护轴承所受轴向碰撞力的影响程度的有效性。 展开更多
关键词 滚动轴承 磁力轴承 模糊综合评价方法 系统动力学模型 碰撞力 仿真
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考虑圆度误差的角接触球轴承温升特性研究
2
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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基于变载工况的海上风电机组主轴轴承刚柔耦合动态响应分析
3
作者 庞晓旭 朱定康 +2 位作者 左旭 郝文路 邱明 《轴承》 北大核心 2024年第9期52-62,共11页
针对海上风电机组主轴用三排圆柱滚子轴承在恒载工况下的仿真结果存在局限性、片面性的问题,提出了一种变载工况下的仿真分析方法,建立了轴承接触力学模型和柔性体模型并对轴承内圈、外圈、保持架进行了刚柔耦合处理。基于变载工况,分... 针对海上风电机组主轴用三排圆柱滚子轴承在恒载工况下的仿真结果存在局限性、片面性的问题,提出了一种变载工况下的仿真分析方法,建立了轴承接触力学模型和柔性体模型并对轴承内圈、外圈、保持架进行了刚柔耦合处理。基于变载工况,分析了刚性模型与刚柔耦合模型的理论速度、仿真速度以及加速度响应,并通过刚柔耦合模型研究了三排圆柱滚子轴承内部不同接触表面的接触力特性,结果表明:刚性模型的自转误差比刚柔耦合模型大3.67~22.6倍,刚柔耦合模型的加速度趋势更加平稳且速度波动更小;近风叶轮毂端的推力滚子受力约是远端推力滚子的1.85倍,保持架的平均受力是远端保持架的1.6倍。 展开更多
关键词 滚动轴承 风力发电机组 圆柱滚子轴承 变载荷 刚柔耦合 动态响应
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考虑动态时变载荷的滚动轴承可靠性寿命评估方法
4
作者 李军星 高锐 +3 位作者 邱明 李燕科 刘静涛 刘志卫 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期420-427,共8页
载荷是滚动轴承运转过程中不可忽视的因素,不同特征的载荷会对轴承的可靠性产生差异影响。针对滚动轴承实际当量动载荷具有随机时变的特点,提出了一种考虑动态时变载荷的滚动轴承可靠性寿命评估方法,以解决传统方法忽略轴承载荷时变性... 载荷是滚动轴承运转过程中不可忽视的因素,不同特征的载荷会对轴承的可靠性产生差异影响。针对滚动轴承实际当量动载荷具有随机时变的特点,提出了一种考虑动态时变载荷的滚动轴承可靠性寿命评估方法,以解决传统方法忽略轴承载荷时变性导致的评估精度较低的问题。利用灰色预测模型,构建了轴承当量动载荷随机时变过程的分析模型,对小样本载荷数据进行预测补充;在此基础之上,提出了基于动态应力—强度干涉模型的轴承可靠性寿命评估方法,得到了动载荷的工作区间,从而获得轴承可靠性寿命区间;进行了圆柱滚子轴承NU206E的可靠性寿命测试,对该方法进行验证。结果表明:与传统方法相比,采用所提出的方法得到的轴承寿命评估值与测试值较接近,精度较高,评估时间较短,且能获得覆盖大部分测试值的寿命区间。结合灰色预测模型和动态应力—强度干涉模型的滚动轴承可靠性寿命评估方法具有良好的工程应用价值,为变载工况下的滚动轴承可靠性评估提供了新的思路。 展开更多
关键词 滚动轴承 可靠性评估 灰色预测模型 时变应力 应力—强度干涉模型
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基于智能滚子的轴承接触载荷测量方法
5
作者 陈小龙 仲志丹 +2 位作者 李云峰 刘明辉 李畅 《轴承》 北大核心 2024年第10期18-25,共8页
针对三排圆柱滚子轴承接触载荷难以测量的问题,在有限元仿真和谐波分析的基础上提出了接触载荷连续测量方法并设计了用于测量轴承接触载荷的智能滚子。以某型号盾构机主轴承为例,首先根据接触载荷连续测量方法设计了相应的载荷传感器以... 针对三排圆柱滚子轴承接触载荷难以测量的问题,在有限元仿真和谐波分析的基础上提出了接触载荷连续测量方法并设计了用于测量轴承接触载荷的智能滚子。以某型号盾构机主轴承为例,首先根据接触载荷连续测量方法设计了相应的载荷传感器以及智能滚子,然后通过虚拟组桥仿真分析了接触载荷连续测量方法消除滚子自转角度对载荷测量影响的能力,最后通过标定试验获取载荷传感器输出与接触载荷间的线性关系进而实现接触载荷测量。结果表明:智能滚子内孔壁上的环向应变是关于滚子自转角度的具有谐波性的函数;设计的载荷传感器可以较好地消除滚子自转对载荷测量的影响,能够实现轴承接触载荷的连续测量。 展开更多
关键词 滚动轴承 圆柱滚子轴承 智能轴承 传感器 仿真 谐波分析 接触应力
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Ar/N_(2)-Ar共溅射Ti掺杂对Ta_(2)O_(5)涂层光学和力学性能的影响
6
作者 晁瑞 蔡海潮 +2 位作者 李航 吕文雪 薛玉君 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1574-1581,共8页
为了探索Ar/N_(2)-Ar共溅射Ti掺杂对Ta_(2)O_(5)涂层光学性能和力学性能的影响,采用射频和直流磁控共溅射技术在玻璃基底表面制备了Ta_(2)O_(5)、N_(2)-Ta_(2)O_(5)、Ti-Ta_(2)O_(5)和N_(2)-Ti-Ta_(2)O_(5)涂层。利用X射线衍射仪(XRD)... 为了探索Ar/N_(2)-Ar共溅射Ti掺杂对Ta_(2)O_(5)涂层光学性能和力学性能的影响,采用射频和直流磁控共溅射技术在玻璃基底表面制备了Ta_(2)O_(5)、N_(2)-Ta_(2)O_(5)、Ti-Ta_(2)O_(5)和N_(2)-Ti-Ta_(2)O_(5)涂层。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)表征了Ta_(2)O_(5)、N_(2)-Ta_(2)O_(5)、Ti-Ta_(2)O_(5)和N_(2)-Ti-Ta_(2)O_(5)涂层的微观结构和表面形貌;通过紫外可见分光光度计测试了涂层的光学参数;采用纳米压痕仪测试了涂层的硬度和杨氏模量。XRD测试结果表明,Ta_(2)O_(5)、N_(2)-Ta_(2)O_(5)、Ti-Ta_(2)O_(5)和N_(2)-Ti-Ta_(2)O_(5)涂层主要以Ta_(2)O_(5)为主体的非晶相结构组成。SEM和AFM结果显示,沉积在玻璃基底上的涂层未出现大面积空隙,溅射粒子在基底表面均匀堆积生长,并且涂层沉积厚度基本一致,厚度误差在5%以内。分别引入N_(2)和Ti及N_(2)-Ti共掺杂,均可降低Ta_(2)O_(5)涂层的粗糙度。光学测试结果表明,分别引入N_(2)和Ti元素,可以提高Ta_(2)O_(5)涂层的平均透射率至81%以上,而N_(2)-Ti共掺杂制备的N_(2)-Ti-Ta_(2)O_(5)涂层平均透射率降低。力学测试结果显示,与Ta_(2)O_(5)涂层对比,N_(2)-Ta_(2)O_(5)和N_(2)-Ti-Ta_(2)O_(5)涂层的硬度显著增大,Ti-Ta_(2)O_(5)涂层硬度基本一致。弹性指数(H/E)和塑性指数(H^(3)/E^(2))表明,N_(2)-Ta_(2)O_(5)涂层和N_(2)-Ti-Ta_(2)O_(5)涂层具备更好的断裂韧性和抗塑性变形能力。在玻璃表面制备Ta_(2)O_(5)掺杂N_(2)和Ti元素的涂层,可以实现以N_(2)-Ta_(2)O_(5)涂层和N_(2)-Ti-Ta_(2)O_(5)涂层为代表的、同时具备优异光学性能和力学性能的多功能涂层。 展开更多
关键词 磁控溅射 N_(2)-Ti-Ta_(2)O_(5) 涂层 光学性能 力学性能
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磁控溅射制备高熵碳化物(AlTiVCrNb)C涂层摩擦学性能
7
作者 张英豪 侯雪滨 +3 位作者 蔡海潮 薛玉君 裴露露 田昌龄 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期82-89,共8页
为改善高熵合金涂层的摩擦学性能,通过石墨与AlTiVCrNb高熵合金靶共溅射制备(AlTiVCrNb)C涂层,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)分析涂层的成分、表截面形貌和物相,采用纳米压痕仪、球盘式摩擦磨损试验机测试涂层的硬度、弹... 为改善高熵合金涂层的摩擦学性能,通过石墨与AlTiVCrNb高熵合金靶共溅射制备(AlTiVCrNb)C涂层,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)分析涂层的成分、表截面形貌和物相,采用纳米压痕仪、球盘式摩擦磨损试验机测试涂层的硬度、弹性模量和摩擦学性能,采用白光干涉三维形貌仪表征涂层的磨损情况。试验结果表明:随着涂层中碳含量增加,高熵组分从BCC/FCC双相向单一FCC结构转变,且涂层的微观组织结构也随之变化;由于碳化物的形成和固溶强化,涂层呈现良好的摩擦学性能;在涂层碳原子分数为20.83%时,涂层的摩擦性能和力学性能达到最优,此时摩擦因数最低,为0.35,涂层硬度与弹性模量最高,分别为17.84、182.72 GPa。研究表明,在磁控溅射工艺中石墨与AlTiVCrNb高熵合金共溅射,可以获得摩擦学性能良好的高熵碳化物(AlTiVCrNb)C涂层。 展开更多
关键词 磁控溅射 高熵合金涂层 摩擦学性能 高熵碳化物涂层
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基于模糊理论对RV减速器主轴承受力影响因素分析
8
作者 王鑫隆 庞晓旭 +1 位作者 邱明 沈文亮 《机械传动》 北大核心 2023年第7期142-148,共7页
针对RV减速器主轴受力问题,在采用Romax对主轴承进行受力分析时发现,由于影响参数的量级和跨度不同,不能确定各参数对主轴承的受力影响程度。基于此,提出了模糊综合评判的方法。结果表明,摆线轮针轮数和摆线轮节圆半径对主轴承的受力影... 针对RV减速器主轴受力问题,在采用Romax对主轴承进行受力分析时发现,由于影响参数的量级和跨度不同,不能确定各参数对主轴承的受力影响程度。基于此,提出了模糊综合评判的方法。结果表明,摆线轮针轮数和摆线轮节圆半径对主轴承的受力影响最大。采用熵权法和灰色关联度对各参数对主轴承受力影响程度进行验证,由模糊综合评判方法得出的结果和熵权法及灰色关联分析法得出的结果一致,进而验证了模糊综合评判法的有效性。 展开更多
关键词 受力 模糊综合评判 乏信息 熵权法 灰色关联度
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滚动轴承径向游隙可靠性设计
9
作者 李军星 宁世杰 邱明 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2023年第6期738-745,共8页
游隙是评价滚动轴承精度和质量的关键因素之一。科学合理地选择游隙有利于延长轴承寿命,而传统基于工程经验的游隙确定方法往往缺乏理论依据和可靠性。由此,提出了基于应力-强度干涉模型的滚动轴承径向游隙可靠性设计方法。首先,将轴承... 游隙是评价滚动轴承精度和质量的关键因素之一。科学合理地选择游隙有利于延长轴承寿命,而传统基于工程经验的游隙确定方法往往缺乏理论依据和可靠性。由此,提出了基于应力-强度干涉模型的滚动轴承径向游隙可靠性设计方法。首先,将轴承原始径向游隙和失效径向游隙看作随机变量,构建轴承二维随机干涉模型;其次,针对工程中常用的服从正态分布、对数正态分布、指数分布和Weibull分布的轴承原始径向游隙和失效径向游隙,推导了求解滚动轴承可靠性的解析式以及在给定可靠度下轴承径向游隙置信区间;最后,将求得的16004深沟球轴承径向游隙置信区间与现行国家标准对比,结果验证了所提出方法的有效性和适用性。研究表明:采用所提出方法设计的滚动轴承径向游隙置信区间符合国家标准,且更加合理可靠;可以设计出任意可靠度下的轴承径向游隙置信区间,为滚动轴承的设计和优化提供了理论支撑。 展开更多
关键词 滚动轴承 径向游隙设计 应力-强度干涉模型 正态分布 WEIBULL分布
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