国外轴承文摘17

文摘   2024-10-09 18:01   河南  

01

采用动态仿真和机器学习算法预测滚动轴承保持架动力学

保持架的不稳定或强烈的动态运动会对滚动轴承性能产生很大影响。除了会使轴承产生非常响且扰人的噪声(啸叫)外,还会出现由保持架断裂导致的轴承失效。本文涉及2个主题:保持架运动的一般分类和与应用相关的保持架运动预测,目的是防止保持架在运行期间的不稳定。基于多体动力学,使用大量复杂的仿真分析了保持架不稳定运动与轴承载荷和保持架几何特性的相关性。为了评估保持架运动,首先介绍了称为保持架动力学指标(CDI)的关键数值,通过二次判别分析将仿真结果分成3类:不稳定、稳定和圆周 (相当于保持架运动的分类)。其次,在4 000多个仿真结果的基础上训练和测试的机器学习算法能高效预测轴承载荷与保持架性能之间的物理相关性以及由此产生的保持架动力学(相当于保持架运动的预测)。将保持架动力学的计算结果与光学测量结果进行对比,说明了用于机器学习的仿真模型和训练数据的高质量特性。

Sebastian Schwarz,Hannes Grillenberger,Stephan Tremmel&Sandro Wartzack

Prediction of Rolling Bearing Cage Dynamics Using Dynamic Simulations and Machine Learning Algorithms

Tribology Transactions, 2022, 65 (2):225 -241.

02

轴承滚动循环疲劳建模的多尺度概述

在使用过程中,轴承零件经历了滚动循环疲劳(RCF),导致次表面塑性和基体显微组织衰变。微观应变的累积持续数十亿次滚动循环,导致轴承钢显微组织的不断演化。考虑轴承钢成分、非金属夹杂物、不断演化的残余应力、大量加工硬化以及之后的次表面软化会使不同长度尺度的轴承钢建模变得更复杂。目前的研究从塑性变形和相应的显微组织变化方面对RCF建模进行了多尺度概述。本文研究了先前预测显微组织变化的模型和广泛采用的材料硬化方法,以模拟演化的轴承钢显微组织的循环硬化响应。本文介绍了关于该主题的最新相关综述,并提供了有力的学术评论,以加强对轴承钢在非比例加载下的弹塑性响应、损伤演化和显微组织变化的形成机制的了解,从而提高轴承零件的疲劳寿命。建议在不同长度尺度上采用多学科方法,以充分了解工业中广泛使用的轴承钢的微观力学和冶金响应。本文将对创新的设计方法和改进的产品设计规范做出重大贡献,以提高轴承的耐久性和可靠性。

Muhammad U. Abdullah and Zulfigar A. Khan

A Multiscale Overview of Modelling Rolling Cyclic Fatigue in Bearing Elements

Materials, 2022, 15(17): 5885.

03

通过提高非金属夹杂物与基体的结合力以延长滚动轴承寿命  第2部分

滚动轴承用钢材中的非金属夹杂物会引起次表面起源型剥落。文章第1部分从在实验室熔炼的低纯净度轴承钢制成的球轴承的寿命试验结果中证实了通过热等静压(HIP)将氧化物与基体相结合可延长轴承寿命。为了确认延寿效果的普遍性,对由8炉量产轴承钢制成的HIP处理试件和未进行HIP处理试件进行了滚动接触疲劳(RCF)试验。从结果可证实,即使在具有不同成分和夹杂物形态的量产钢(如在实验室熔炼的低纯净度轴承钢)中,HIP也能延长RCF寿命。此外发现未进行HIP处理钢材的RCF寿命对应于与硫化物结合相关的氧化物形态以及氧化物与基体之间空隙的严重程度。结果还表明,HIP的延寿程度受到单纯的硫化物中Ca的影响。

佐田隆 等

非金属介在物と母材との密着による転がり轴受の寿命受上(第 2 報)--寿命向上に及ぼす介在物の组成や形態の影響

トライボロジスト, 2020, 65 (11) :53-60.

04

高转速下径向受载圆锥滚子轴承的润滑

为了提高加工过程中的制造精度,必须提高机床主轴的刚度。一种方法是采用圆锥滚子轴承代替常规使用的主轴轴承,以实现更高的刚度和承载能力。尽管可通过充分润滑(尤其是在临界载荷下的挡边-滚子接触处的润滑)提高转速性能,但是这类轴承的转速性能有限。本文的目的是验证润滑剂对径向受载圆锥滚子轴承转速性能的影响。在不同的转速级运行中,基于试验装置上轴承的外圈温度和振动水平来评价轴承在油气润滑和脂润滑下的运行性能。在油气润滑条件下,轴承的转速参数可达到0.9×106 mm/min;在脂润滑条件下,轴承的转速参数可达到0.54×106 mm/min。相比之下,采用脂润滑和油气润滑的主轴轴承的最高转速参数均可达到0.9×106 mm/min。对于脂润滑球轴承,随着径向载荷的变化存在明显更高的温度波动。在油气润滑条件下,稳态温度随着油黏度的增加而升高。

Marcus Gartner,Christian Brecher,Stephan Neus,Cornelia Recker,Mark Franken,Thomas Engelmann, Ingo Wagler

Lubrication of Radial Loaded Tapered Roller Bearings Under High Rotational Speeds

Tribology in Industry, 2023,45(1):178-190.

05

航空航天用内径90 mm圆柱滚子轴承的热特性:全钢与混合轴承

现代航空发动机必须满足严格的要求,如推重比、效率以及与环保有关的新法规。这些要求影响所有发动机模块和部件,包括滚动轴承。滚动轴承因转速升高和载荷增加产生的高热冲击而必须承受苛刻的运行条件。本文在实际运行条件(载荷、转速和油流量)下进行了2次试验,以研究和比较氮化硅(Si3N4)滚子混合轴承和全钢轴承这2种不同圆柱滚子轴承的热特性。每套轴承圆周安装热电偶阵列,以确定各种试验条件下的温度分布。此外,测量了供油和排油温度,以估计功耗。试验在高达30 000 r/min的转速和4 500 N的径向载荷下运行的高速滚动轴承试验机上进行。

Rami Kerrouche,Azzedine Dadouche,Salah Boukraa

Thermal Characteristics of a 90-mm Bore Cylindrical Roller Bearings for Aerospace Applications: All-Steel versus Hybrid Bearings

Tribology Online, 2023, 18 (1): 1-9.

06

带双列磁性编码器的滚动轴承开发

作为劳动人口减少的对策,市场对提高生产率和节省劳动力的需求推动了机器人行业的扩张,特别是对人机协作机器人、服务机器人等小型机器人的需求不断增加。近年来,市场对机器人的要求更高且更多样化。NTN基于旋转编码器双列磁环技术开发了带双列磁性编码器的滚动轴承。该轴承适用于机器人关节,可进行高精度角度检测以及轴支承。本文介绍了轴承的特点、结构和性能。

Hiroshi OKUMURA,Hiroyoshi lTO,Yasuyuki HAMAKITA

Development of Multi Track Magnetic Encoder Integrated Rolling Bearing

NTN TECHNICAL REVIEW, 2022-2023(89): 41-46.

07

机床主轴用内置传感器轴承单元的开发

机床有时被称为母机或工业之母,一直支撑着世界各地的制造。其不仅需要具有高速、高刚性和超高精度等基本性能,还需要与状态监测和与互联工业相关的技术。2018年NTN开发了机床主轴用内置传感器轴承单元,并于2020年将载荷检测功能和无线系统应用于该单元。NTN最近新增了从机床主轴用内置传感器轴承单元收集数据的数据接收器单元以及数据通信软件。本文介绍了该轴承单元的特点、结构和性能,并给出了该单元与机床之间的通信示例。

Shohei HASHIZUME,Yudai NAKANO,Daichi KONDO,Yoji OHGUCHI,Yohei YAMAMOTO

Development of Sensor Integrated Bearing Unit for Machine Tool Spindles

NTN TECHNICAL REVIEW, 2022-2023(89): 47-52.

08

HUBLFT Ⅱ:低摩擦力矩轮毂单元

轮毂单元在世界范围内被用作汽车车轮轴承。仔细研究了迷宫式密封的功能和性能,开发出名为HUBLFT II的低摩擦力矩轮毂单元,提高了密封性能。本文将介绍该技术。

Y. NAKAGAWA,T. HONJO,T. TODA

HUBLFT II: HUB Unit for Low Friction Torque

JTEKT ENGINEERING JOURNAL English Edition, 2023 (1019E) : 56 -61.

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