高速机床中的轴承摩擦热会引起滚动体变形、“烧轴”等现象,进而导致轴承疲劳寿命降低,影响设备正常运行。以高速角接触球轴承7003C为例,在高速角接触球轴承拟静力学分析的基础上,对轴承进行受力分析。利用局部法建立轴承的摩擦功耗计算模型;在传热学的基础上分析轴承系统传热,建立热传递模型;利用有限元软件建立轴承系统温升模型并进行温升仿真,分析转速、轴向力、润滑油温度对轴承系统温升的影响规律。最后,设计温升试验并与理论仿真进行了对比验证。结果表明,轴承转速增加、轴向力增大均会使轴承系统温升增加,钢球处温升最高,其次是内圈,最后是外圈;润滑油温度对轴承系统温度变化有重要作用。利用高速轴承温升试验机对轴承外圈温度进行试验研究,试验结果与仿真计算结果最大误差率为11.66%,验证了理论计算与模型仿真的合理性,...

复杂工况下,脂润滑角接触球轴承的温升特性对轴承的安全运行具有重要影响。针对脂润滑推力角接触球轴承在复杂工况下的温升特性进行研究,建立了推力角接触球轴承摩擦发热率数学模型;基于传热学理论,分析主轴-轴承-轴承座系统传热方式,建立轴承温升模型,通过试验验证了模型的合理性;基于轴承温升模型,分析了轴承工况参数和结构参数对轴承外圈温升特性的影响规律。结果表明,所建模型可以较好地预测复杂工况下轴承外圈温升,仿真结果与试验结果最大误差为8.3%;轴承在运行开始后20 min内,轴承外圈温升速率较快;载荷、转速的增大以及环境温度的升高均能使轴承外圈温升增大;钢球数增多和沟曲率半径系数增大均能使轴承外圈温升下降。研究结果为脂润滑推力角接触球轴承的优化设计提供了理论依据。

真空环境下MoS2基固体润滑轴承的摩擦磨损特性对轴承的工作性能及磨损寿命具有重要影响。以真空球-盘摩擦磨损试验机为依托,基于滚动轴承拟静力学和Archard磨损理论,建立了固体润滑轴承的磨损寿命模型,并进行了试验验证。采用数值仿真方法,研究了固体润滑轴承工况参数和结构参数对其摩擦磨损特性的影响规律。结果表明,所建立的模型能够较好地预测轴承的磨损寿命,计算结果与试验结果的误差在11.7%以内。承受轴向载荷的固体润滑轴承低速运转时的磨损寿命与转速无关,但载荷对其磨损寿命影响较大,呈负相关趋势;内外套圈沟曲率半径系数的变化直接影响轴承的磨损寿命,且随内沟曲率半径系数的增加而变大,随外沟曲率半径系数的增加而变小;轴承钢球个数增加、接触角增大均可有效地降低轴承的磨损率,提高轴承的磨损寿命。

本文对键槽对称度误差的区域进行了分析；阐述并定量地分析了三种不同检测计算方法的差异，对GB1958－80给出的该误差检测标准的适用做了补充说明；指出了传统检测方法的错误所在；提出了降低该误差的最有效途径。

针对轴承材料低周疲劳性能试验,研究了以伺服电缸为动力源的低周疲劳试验机交流伺服控制系统,并建立了试验机控制系统数学模型,设计了交流伺服系统的模糊PID控制器,通过力反馈和位置反馈构成闭环控制,对试验机等应变的加载过程进行实时控制,以此实现对材料低周疲劳性能的测试。仿真结果表明,所设计的模糊自适应PID控制算法可使试验机系统获得良好的控制效果。

为实现氮化硅陶瓷滚子抛光的高效、高精度要求,提出磁流变、化学与超声复合的抛光工艺方法。分析复合抛光的加工机理;利用试验机,在不同工艺参数下进行了复合抛光工艺试验,分析各主要工艺参数对抛光材料去除率和滚子表面粗糙度的影响规律,确定出复合抛光的最佳工艺参数。结果表明:复合抛光后陶瓷滚子表面粗糙度Ra由0.3μm减小至0.03μm;在最佳工艺参数下,滚子能够在保持较高材料去除率的同时获得较好的表面质量;材料去除过程主要是磁流变抛光的剪切作用、超声波抛光的冲击作用以及抛光过程中一系列化学反应综合作用的结果。

针对氮化硅陶瓷滚子磁流变抛光的工艺技术,提出了所用油基磁流变抛光液的基本要求,确定了该磁流变抛光液的各组分及其最佳体积比,并研究了配制方法;利用陶瓷滚子抛光试验机研究了磁流变抛光液不同抛光磨料、不同粒径对氮化硅陶瓷滚子抛光质量和抛光效率的影响规律。结果表明:配制的磁流变抛光液具有良好的稳定性,能够满足氮化硅陶瓷滚子的抛光要求;抛光效果随着抛光磨料及其粒度大小的不同而不同,其中以氧化铝为磨料的磁流变抛光液对陶瓷滚子抛光的表面粗糙度值最小,以金刚石微粉M1.5/3为磨料的磁流变抛光液对陶瓷滚子抛光的材料去除率最高。

基于工业机器人时间、能量、冲击最优等多目标下的轨迹优化问题,采用多目标优化方法进行研究。采用七次B样条插值曲线,构造工业机器人连续并且两端端点的参数都可以进行设定的轨迹,保证了工业机器人的运动性能。然后采用改进遗传算法对工业机器人进行优化,得出Pareto最优解集。在自主研发的六自由度工业机器人上的仿真结果表明:七次B样条插值可以得到连续的机器人轨迹,改进的遗传算法可使B样条轨迹进行有效的多目标寻优,获得良好的Pareto前沿

为提高轴承试验机主轴部件临界转速设计计算的准确性和简便性,开发了基于传递矩阵理论和C#编程语言的临界转速求解模块。该模块可以将支撑轴承刚度、轴段剪切应力、回转效应和摆动惯性、轴承内圈及附加零件等因素加入到传递矩阵中,采用逐步扫描和“拟黄金分割法”自动切换的方法搜索临界转速,并且通过曲线动态显示搜索结果,搜索过程中求解速度可以控制。最后以轴承型号NU2209的试验机主轴为例进行求解,实现临界转速的快速精确求解,并将结果与ANSYS分析数据进行对比。实践表明：该模块计算准确、界面友好、操作简单、运行速度快、占用内存少,完全可以满足轴承试验机对临界转速的分析要求。

针对脂润滑滚动轴承装配过程中缺钉、缺球及注脂位置检测问题，研究了可一次提取轴承图像并先后完成2种检测的图像检测系统。系统采用LabVIEW虚拟仪器技术，完成对轴承图像的采集、缺钉缺球缺陷特征识别提取、注脂头转动角度计算等图像处理的工作，并结合下位机单片机对整个检测流程和注脂头电动机进行控制。实践表明，该系统检测准确,效率高,工作稳定可靠。