振动载荷对滚动轴承失效行为与寿命影响的研究

发布时间：2017-10-29 17:15

  本文关键词：振动载荷对滚动轴承失效行为与寿命影响的研究

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【摘要】：滚动轴承由于其结构简单、性能良好等优点,不论是在航空、航天等国防领域,还是在民用工程领域中都得到了广泛地应用。在实际应用中,滚动轴承所承受的载荷往往是随着时间不断变化的振动载荷,而在动载荷下滚动轴承的寿命、失效行为、内部载荷分布、接触状态、润滑状态和发热状态等都会受到影响。基于此点,本文针对振动载荷作用下的滚动轴承失效行为和寿命进行研究,探究振动载荷各参数的变化对滚动轴承失效和寿命的影响。本文总结了滚动轴承几种典型失效模式的表现形式和其产生原因;在I-H寿命理论的基础上,得到复杂工况下的滚动轴承疲劳寿命计算公式及其简化算法;利用Miner线性损伤累积理论得到动载荷的等效载荷的计算方法;分析四种典型动载荷谱线的各参数与轴承疲劳寿命的关联规律,结果表明载荷周期与转速对寿命的影响不显著,而载荷形式、均值和幅值对寿命影响明显。采用拟动力学分析方法对试验轴承在正弦波载荷作用下的工作性能参数进行仿真分析,得到在正弦波载荷作用下试验轴承内部的载荷分布、接触区状态、润滑状态和发热状态的变化情况,并揭示载荷参数的变化对试验轴承内部的工作性能参数的关联规律,结果表明轴承性能参数的变化与外载荷形式相同或相反,载荷均值、幅值和转速的变化对轴承性能参数分别有着不同的关联规律,为分析试验轴承在不同工况下的失效行为提供依据。根据课题任务,研制了能够模拟要求工况的滚动轴承振动疲劳试验装置,为研究振动载荷下滚动轴承的失效行为提供了基础条件。经运行可靠性验证,试验装置可以模拟高速、正弦波载荷和油润滑的工况条件,通过监测共振频率的变化来监控试验轴承的损伤情况。利用滚动轴承振动疲劳试验装置,采用控制变量的方法,对滚动轴承在正弦波载荷下的失效行为进行了试验研究,得到不同工况条件下试验轴承的表面失效形貌和载荷均值的变化对轴承寿命和失效行为的影响。试验结果表明,载荷均值较小时的变化对寿命影响明显,载荷均值较大时的变化对寿命影响较小,且随着载荷均值的变化,轴承内部的接触状态、发热状态等均发生变化,导致出现不同的失效行为。
【关键词】：振动载荷 滚动轴承 失效行为 疲劳寿命
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH133.33
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-20
• 1.1 课题的来源及研究的目的和意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-18
• 1.2.1 滚动轴承疲劳寿命模型研究现状9-14
• 1.2.2 滚动轴承失效行为的研究现状14-16
• 1.2.3 滚动接触疲劳试验装置的研究现状16-18
• 1.3 本文主要研究内容18-20
• 第2章 滚动轴承的典型失效模式及其寿命修正方法20-32
• 2.1 引言20
• 2.2 滚动轴承的典型失效模式20-22
• 2.3 基于ISO281 的寿命修正计算方法22-26
• 2.4 典型动载荷谱线对寿命的影响26-31
• 2.5 本章小结31-32
• 第3章 试验轴承在正弦波载荷下的性能仿真分析32-47
• 3.1 引言32
• 3.2 试验轴承参数32-34
• 3.3 内部载荷分布34-38
• 3.4 接触状态分析38-43
• 3.5 润滑状态分析43-45
• 3.6 发热状态分析45-46
• 3.7 本章小结46-47
• 第4章 滚动轴承振动疲劳试验装置研制47-61
• 4.1 引言47
• 4.2 试验装置技术性能指标47-48
• 4.3 试验装置系统组成48-54
• 4.3.1 试验装置总体设计方案48-49
• 4.3.2 动力系统49
• 4.3.3 机体结构49-51
• 4.3.4 润滑系统51-53
• 4.3.5 伺服加载53
• 4.3.6 状态监控53-54
• 4.4 试验装置主轴动静特性分析54-59
• 4.4.1 主轴有限元分析方案及模型建立54-56
• 4.4.2 主轴静力特性分析56-57
• 4.4.3 主轴模态分析57-59
• 4.5 试验装置的运行可靠性59-60
• 4.6 本章小结60-61
• 第5章 球轴承在正弦波载荷作用下失效行为试验研究61-73
• 5.1 引言61
• 5.2 试验过程61-63
• 5.2.1 试验方案61
• 5.2.2 试验材料61-63
• 5.2.3 试验操作流程63
• 5.3 试验结果及分析63-68
• 5.4 试验轴承的表面损伤特征研究68-72
• 5.5 本章小结72-73
• 结论73-74
• 参考文献74-78
• 致谢78

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

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本文编号：1113908