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陶瓷球轴承特性

$T综合的滚动接触剥落试验和轴承试验均证明致密和均质的氮化硅材料具有良好的抗滚动触疲劳特性,使陶瓷球轴承具有普通轴承难以比拟的优势。$E$$由于钢制轴承自身材料性能特点,轴承失效的主要形式是疲劳剥落、疲劳寿命短、应用范围受到很大限制。而陶瓷材料(Si_(3)N_(4))具有低密度、中等弹性模量、热膨胀系数小、硬度高、耐高温、耐腐蚀、无磁等优点。适用于做轴承的陶瓷材料主要有氮化硅(Si_(3)N_(4))氧化锆(ZrO_(2))氧化铝(Al_(2)O_(3))和碳化硅(siC),通过比较可知,Si_(3)N_(4)综合性能优越,已成为陶瓷轴承的首选材质。Si_(3)N_(4)的重要特点在于其失效形式与轴承钢相同,以具有先兆的剥落方式出现,而ZrO_(2)、AlO_(3)和SiC均以碎裂这种灾难性的失效形式出现。以氮化硅陶瓷球为滚动体的陶瓷球轴承可显著提高轴承接触疲劳寿命,极大拓展了滚动轴承的应用领域。$$用陶瓷材料替代轴承钢等金属...  (本文共1页) 阅读全文>>

权威出处: 机电商报2007-07-30
东北大学
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VMC0656e立式加工中心电主轴油汽润滑及陶瓷球轴承的性能实验研究

主轴系统是机床的核心功能部件,机床的加工质量好坏最主要是靠主轴的性能保证。随着机床向高速、高精度方向发展,对主轴系统的性能要求也越来越高。本课题是对VMC656e立式加工中心使用的Kessler电主轴进行了油气润滑实验研究,旨在找出油气润滑最佳效果参数,为今后电主轴达到更高转速提供理论依据。同时又分析了陶瓷球轴承与钢球轴承的使用性能比较。在VMC0656e立式加工中心机床基础上,使用Dropsa油气润滑装置。系统地开展了对机床上使用的Kessler电主轴角接触球轴承的油气润滑试验:进行了VG220润滑油在主轴7000r/min转速下的单因素油气润滑试验,即通过改变润滑油量,测试主轴两端轴承的温升;采用正交试验方法,油气润滑参数以润滑油种类、润滑油量和油气压力三种因素,研究了主轴在8000r/min、12000r/min和18000r/min转速下对轴承外圈温升的影响,测试出两端轴承的温升,考察电主轴的多种润滑状态。通过对试验测试...  (本文共74页) 本文目录 | 阅读全文>>

《现代技术陶瓷》2015年02期
现代技术陶瓷

陶瓷轴承应用开启蓝海 产业竞争发展风头正劲

伴随着数控机床主轴向高速化发展,轴承应用范围越来越广,对轴承的适应性要求也越来越高,尤其是在一些特殊工作环境下,金属轴承无法适应需求,甚至完全无法工作,而陶瓷材料(主要指Si3N4工程陶瓷)因具有密度小、弹性模量高、线胀系数小、耐磨、耐高温、耐腐蚀等优良性能,成为制造高速精密轴承的理想材料,并且受到了越来越广泛的应用。1陶瓷轴承的功能及其应用领域随着社会进步和科学技术的高速发展,轴承的使用环境和条件越来越多样化,对轴承的结构、材质和性能的要求也越来越高,一些高科技领域和某些特殊环境下工作的机械,如航空航天、核能、冶金、化工、石油、仪器、机械、电子、纺织、制药等工业,需要在高温、高速、高精度、真空、无磁性、无油润滑、强酸、强碱等特殊环境下工作。这些新的要求仅仅依靠对传统的金属轴承改进结构或改善润滑条件已经远远不能满足,必须开发新型材料,从根本上进行突破和创新,陶瓷轴承不可或缺的替代作用正在被人们逐渐地认识。陶瓷轴承具有耐高温、耐寒...  (本文共7页) 阅读全文>>

河南科技大学
河南科技大学

高速陶瓷球轴承有限元分析与优化设计

陶瓷轴承的研究在我国起步较晚,到目前为止,我国陶瓷轴承在寿命、极限转速、振动和温升等性能方面与发达国家相比还有一定的差距,故本课题关于B7005C混合陶瓷角接触球轴承的接触、振动、温度和优化四个方面的研究对陶瓷轴承使用寿命和极限转速等性能的提高具有重要意义。本文首先利用赫兹理论计算了轴承B7005C的接触应力,然后借助有限元分析软件ANSYS对其进行接触、振动和温度场三个方面的分析。在接触分析中,首先进行球与平板的有限元接触分析,然后将其接触应力解与赫兹接触应力解进行比较,结果表明通过ANSYS能够比较精确地解决接触问题。最后对B7005C在三种不同作用力下的接触应力分别进行了有限元分析计算,并利用赫兹接触应力对其进行验证。在振动和温度场分析中,建立了合理的有限元模型,获得了固有频率、振型图和温度场分布,在优化设计中,利用ANSYS以内外沟曲率半径系数为设计变量,以最大接触应力为目标函数进行了优化设计。通过对B7005C三个方面...  (本文共55页) 本文目录 | 阅读全文>>

天津大学
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基于Delphi、MSC.Marc的混合陶瓷球轴承三维参数化有限元分析及试验研究

本文在总结了国内外接触问题有限元分析的研究现状及发展趋势的基础上,对陶瓷球轴承中的接触问题进行了有限元参数化分析,指出了适合陶瓷球轴承设计的有限元参数化分析方法,为陶瓷球轴承的优化设计与有限元分析奠定了良好基础。由于传统方法在求解接触应力分布和摩擦时,对接触曲面分别采用了椭圆平面和椭圆平面在轴承球上投影面的假设,因此在对接触曲面和应力分布及摩擦力矩求解时存在不一致性和误差。有限元法分析接触问题虽然是一种较精确的方法,但以往对轴承进行有限元分析时,大多采用简化的二维模型,对于成三维分布的接触应力和曲面没有很好的描述。为便于对这一类问题的优化设计与分析,本文提出了三维参数化有限元分析方法,并从球面-平面接触问题入手,在对模型简化及边界条件进行一定假设的基础上,借助编程软件Delphi和有限元分析软件MSC.Marc对模型进行准确求解。同时通过传统赫兹接触理论和试验方法对其进行验证,间接证明了参数化有限元分析方法的合理性及可行性,表明...  (本文共70页) 本文目录 | 阅读全文>>

天津大学
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混合陶瓷角接触球轴承接触应力的有限元分析

相比于传统的金属球轴承,混合陶瓷球轴承有很大的优势,尤其在各种高温、高速等苛刻环境中有着广阔的发展前景。但是陶瓷材料的物理和机械性能与金属材料相比存在着较大的差异,因此不能简单沿用传统的金属球轴承的经验公式。要想充分发挥陶瓷轴承的优势,必须研究适合陶瓷球轴承的设计理论和方法。接触问题分析,即接触应力和应变的计算,是混合陶瓷球轴承分析的基础。本文将有限元方法应用于混合陶瓷角接触球轴承的接触问题分析中,介绍了ABAQUS有限元分析软件求解接触问题的流程以及解决接触问题的方法,对比了ABAQUS/Explicit和ABAQUS/Standard两种算法的不同。以混合陶瓷角接触球轴承的简化模型为研究对象,借助于ABAQUS有限元分析软件,研究了模型的载荷和边界条件的施加方式,将有限元分析结果与Hertz理论值进行对比,证明了有限元仿真用于球轴承静态接触分析的可行性。分析了轴向负荷下轴承的接触角、表面最大接触应力以及接触面积与模型网格划分...  (本文共59页) 本文目录 | 阅读全文>>