氮化硅陶瓷球的滚动接触疲劳寿命研究
发布时间：2022-01-12 08:33
陶瓷轴承是为解决传统轴承在超高速、腐蚀、高温及其它恶劣工况下难以工作的问题而研制的一种新型轴承，陶瓷球是陶瓷球轴承的重要零件之一，滚动接触疲劳寿命是评价其能否用于滚动轴承的主要技术指标。本文作为上海市科技发展基金重点项目的一部分，对轴承用氮化硅（Si3N4）陶瓷球的滚动接触疲劳性能进行了理论和试验研究，完成的主要工作有：一、设计和研制了一台三点接触纯滚动轴承球的强化接触疲劳寿命新型试验装置，被试球在最大圆截面上受到三次等接触强度的循环接触载荷的作用，并沿此圆周作纯滚动；克服了传统试验机因接触点少、或是滚／滑状态、或需其它附加结构等缺点，有效地减少了试验结果的影响因素。二、利用现代传感技术、数据采集技术、信号分析和处理技术及微机控制技术，开发了上述疲劳试验机的测控系统，便于自动记录和监控试验机的运行状态以及被试轴承球的工作状态。当试验出现异常，系统能够自动识别并采取相应的措施，保证试验机安全可靠地运行，减轻了实验人员的劳动强度，提高了试验效率。三、对GCr15钢球和二种分别由气压烧结工艺生产的GSN-200及热等静压工艺生产的NBD-200 S...
【文章来源】：上海大学上海市 211工程院校
【文章页数】：114 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
滚动接触疲劳试验机1958年后期，zaretsky等【’8]研制了五球疲劳试验机，可模拟球轴承的接触角，设定接触载荷
上海大学博士学位论文为轴承球三点接触纯滚动疲劳寿命试验机的结构简图，图2一1(b)为试验机的实物日日 日 冈冈 冈 冈、厂牛、、 ………………… … ………… ///////川 川 川川川川川川川本本 lll}}}}}}} }}}}}}}l【护叫 JJJ千千 千 千卜卜司司‘ JJJ壮倪倪 倪 倪rrr一 一二工工工 {{{阿 ///比 ///nnnnnnnnn /////lllllllllllllllllllllllllllll才才 才 才 /////////////日 日内 内 内 内 内 内 内肉 肉 肉肉，味味 味哗 哗铡 铡 铡的i阂 阂 阂 阂阂阂口 口 口 口 口 口 口口口 lllll毋 毋 毋 毋 毋毋 毋L--...臼臼 lllll疚 疚 疚疚亥 亥 亥 亥分叼叼 叼 叼 「「一’勺勺 勺 勺 勺 勺 /////.////1一驱动轮2、2’一支承滚轮3一导轮(a)结构简图图2一1试验机结构简图和照片2.2.2试验机的工作原理滚动接触疲劳寿命受到诸多因素(材料性能、加工工艺，尺寸精度、使用工况条件等)的影响。因此，从研究滚动接触疲劳强度入手，强化主要的试验条件而弱化次要因素
转数传感器信号处理器一洲1/0端子板采集卡计算机图3一6转数采集框图(5)数据采集卡的选择与配置采集卡的基本功能一般由多路开关(MUX)、放大器、采样保持电路以及刀D来实现，通过这些部分，一个模拟信号就可以转化为数字信号，其硬件原理如图3一7所示。信号控制源通道数信号类型信号范围自动通道扫描A心数据缓冲区数据寄存器FIFO缓冲区PC工︸呱附朴中断信号多多多多多路路路 路择择择择择内内存 存 lll)Bl_:ff已 .)))}}}了 PUUU图3一7数据采集卡的原理图信号的输入和输出特性决定了采集卡的功能要求和精确度，采集卡的基本特性包括刀D通道数和D/A通道数、采样频率、分辨率、信号输入和输出范围，选择采集卡时必须考虑以下几个重要的性能指标:①采样频率:将经过电荷放大器的振动信号接进示波器，显示此疲劳试验机的最高振动频率大致在ZokHz，根据Nyquist采样定律:人全2几以(其中天表示采样频率，fmax表示信号最高频率;工程上一般取为天全6一sfma、)，所以选择采样频率至少为looKHZ;②通道数:每台试验机(共两台)需要测试的特征参数包括2个振动信号、1个油压信号、1个油温信号、1个转动信号
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于LabVIEW的振动采集系统开发[J]. 周井玲,吴国庆. 微计算机信息. 2004(09)
[2]三点接触纯滚动轴承球的强化接触疲劳寿命试验机设计[J]. 周井玲,朱礼进,陈晓阳,张培志,刘学建. 中国机械工程. 2004(07)
[3]设计方法学在纳米陶瓷球疲劳试验机中的应用[J]. 周井玲,任雨松,程海正. 南通工学院学报(自然科学版). 2004(01)
[4]国内外陶瓷轴承的发展现状[J]. 周桂欣. 陶瓷研究与职业教育. 2003(04)
[5]基于LabVIEW的虚拟振动实验系统的设计[J]. 梁永绯,王新华,马玉真. 济南大学学报(自然科学版). 2003(01)
[6]混合式陶瓷轴承的研究现状及发展趋势[J]. 薛继瑞,张伟儒,王重海. 硅酸盐通报. 2002(06)
[7]孔隙对陶瓷球接触疲劳寿命的影响分析[J]. 张永乾,张崇高,段天慧. 陶瓷学报. 2002(02)
[8]Si3N4陶瓷球与GCr15钢球接触疲劳对比试验分析[J]. 孙永安,李县辉,张永乾,田林涛. 轴承. 2002(06)
[9]混合型氮化硅陶瓷轴承的新进展[J]. 张宝林,庄汉锐,李文兰. 轴承. 2000(04)
[10]陶瓷球轴承的寿命评估[J]. 李元科. 轴承. 1997(06)
博士论文
[1]主轴轴承热特性及对速度和动力学性能影响的研究[D]. 蒋兴奇.浙江大学 2001
本文编号：3584459
【文章来源】：上海大学上海市 211工程院校
【文章页数】：114 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
滚动接触疲劳试验机1958年后期，zaretsky等【’8]研制了五球疲劳试验机，可模拟球轴承的接触角，设定接触载荷
上海大学博士学位论文为轴承球三点接触纯滚动疲劳寿命试验机的结构简图，图2一1(b)为试验机的实物日日 日 冈冈 冈 冈、厂牛、、 ………………… … ………… ///////川 川 川川川川川川川本本 lll}}}}}}} }}}}}}}l【护叫 JJJ千千 千 千卜卜司司‘ JJJ壮倪倪 倪 倪rrr一 一二工工工 {{{阿 ///比 ///nnnnnnnnn /////lllllllllllllllllllllllllllll才才 才 才 /////////////日 日内 内 内 内 内 内 内肉 肉 肉肉，味味 味哗 哗铡 铡 铡的i阂 阂 阂 阂阂阂口 口 口 口 口 口 口口口 lllll毋 毋 毋 毋 毋毋 毋L--...臼臼 lllll疚 疚 疚疚亥 亥 亥 亥分叼叼 叼 叼 「「一’勺勺 勺 勺 勺 勺 /////.////1一驱动轮2、2’一支承滚轮3一导轮(a)结构简图图2一1试验机结构简图和照片2.2.2试验机的工作原理滚动接触疲劳寿命受到诸多因素(材料性能、加工工艺，尺寸精度、使用工况条件等)的影响。因此，从研究滚动接触疲劳强度入手，强化主要的试验条件而弱化次要因素
转数传感器信号处理器一洲1/0端子板采集卡计算机图3一6转数采集框图(5)数据采集卡的选择与配置采集卡的基本功能一般由多路开关(MUX)、放大器、采样保持电路以及刀D来实现，通过这些部分，一个模拟信号就可以转化为数字信号，其硬件原理如图3一7所示。信号控制源通道数信号类型信号范围自动通道扫描A心数据缓冲区数据寄存器FIFO缓冲区PC工︸呱附朴中断信号多多多多多路路路 路择择择择择内内存 存 lll)Bl_:ff已 .)))}}}了 PUUU图3一7数据采集卡的原理图信号的输入和输出特性决定了采集卡的功能要求和精确度，采集卡的基本特性包括刀D通道数和D/A通道数、采样频率、分辨率、信号输入和输出范围，选择采集卡时必须考虑以下几个重要的性能指标:①采样频率:将经过电荷放大器的振动信号接进示波器，显示此疲劳试验机的最高振动频率大致在ZokHz，根据Nyquist采样定律:人全2几以(其中天表示采样频率，fmax表示信号最高频率;工程上一般取为天全6一sfma、)，所以选择采样频率至少为looKHZ;②通道数:每台试验机(共两台)需要测试的特征参数包括2个振动信号、1个油压信号、1个油温信号、1个转动信号
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于LabVIEW的振动采集系统开发[J]. 周井玲,吴国庆. 微计算机信息. 2004(09)
[2]三点接触纯滚动轴承球的强化接触疲劳寿命试验机设计[J]. 周井玲,朱礼进,陈晓阳,张培志,刘学建. 中国机械工程. 2004(07)
[3]设计方法学在纳米陶瓷球疲劳试验机中的应用[J]. 周井玲,任雨松,程海正. 南通工学院学报(自然科学版). 2004(01)
[4]国内外陶瓷轴承的发展现状[J]. 周桂欣. 陶瓷研究与职业教育. 2003(04)
[5]基于LabVIEW的虚拟振动实验系统的设计[J]. 梁永绯,王新华,马玉真. 济南大学学报(自然科学版). 2003(01)
[6]混合式陶瓷轴承的研究现状及发展趋势[J]. 薛继瑞,张伟儒,王重海. 硅酸盐通报. 2002(06)
[7]孔隙对陶瓷球接触疲劳寿命的影响分析[J]. 张永乾,张崇高,段天慧. 陶瓷学报. 2002(02)
[8]Si3N4陶瓷球与GCr15钢球接触疲劳对比试验分析[J]. 孙永安,李县辉,张永乾,田林涛. 轴承. 2002(06)
[9]混合型氮化硅陶瓷轴承的新进展[J]. 张宝林,庄汉锐,李文兰. 轴承. 2000(04)
[10]陶瓷球轴承的寿命评估[J]. 李元科. 轴承. 1997(06)
博士论文
[1]主轴轴承热特性及对速度和动力学性能影响的研究[D]. 蒋兴奇.浙江大学 2001
本文编号：3584459
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