角接触球轴承动态特性参数测试方法

如何测量轴承一、二、概念轴承（Bearing）音译又称啤令，是机械中的固定机件，当其他机件在轴上彼此产生相对运动时，用来保持轴的中心位置及控制该运动的机件。

三、四、分类按照相对运动的接触形式大致分为：滚珠轴承、滑动轴承、挠性轴承、空气轴承、磁悬浮轴承、圆锥滚珠轴承、宝石轴承、滚针轴承、含油轴承等。

按照被支撑物之间的相对运动关系分为：旋转轴承、线性轴承、复合轴承等。

三、轴承测量元素轴承检测一般分为3个部分。

外观检测如外径尺寸、内径尺寸、轴承高度、同轴度、同心度、内外径跳动等；探伤检测一般用声波、电磁等手段进行内部检测；振动检测。

今天主要探讨外观检测。

四、五、轴承测量方法1、2、机械式仪器机械式仪器测量采用表头进行显示，分辨率低，显示分辨率在1mm左右，主观误差较大，一般检测参数单一，但成本低、可靠性高，普及面广。

如轴承行业现在使用的Ｄ系列内、外径仪、Ｈ系列高度仪、Ｗ系列沟位置仪、Ｂ系列摆差仪等。

3、4、光电一体化仪器光机电一体化仪器一般采用传感器测量、数字显示，分辨率高，显示分辨率一般比机械式仪器高一数量级，示值准确，动态性能好。

如激光粗糙度仪、标准测长机、基准游隙仪、摩擦力矩仪、主动测量仪、振动测量仪、在线内径测量机、机外检测机等。

这里要特别强调影像测量仪，因为在光电一体化仪器里它是测量轴承的最佳测量仪器。

天准公司生产的VMU、VMC及VMG系列全自动影像测量仪兼顾了机械式仪器的功能还具备智能化仪器的综合分析判断、数据存储、统计分析等功能，自动影像测量仪能够完成在线批量检测，这样一来就可以节省购买其他配套设备的成本且能够大幅提升测量效率。

5、6、智能化仪器智能化仪器一般采用传感器测量，计算机分析处理测量数据，一般具有消除测量安装误差、综合分析判断、数据存储、统计分析、网络管理接口等功能，具有分辨率高、示值准确、显示直观、人机对话良好、动态性能好等特点。

但智能化仪器太过专一，测量轴承时往往要几个一起仪器配合使用，这样不光提升成本也降低效率。

轴承接触应力测试1.引言1.1 概述概述轴承接触应力是指轴承在运转时所承受的力量。

轴承作为一种重要的机械零件，在各种工业设备和机械系统中发挥着关键作用，并且承受着巨大的载荷。

因此，了解和测试轴承接触应力对于保证设备的正常运行和延长轴承使用寿命至关重要。

在轴承运行过程中，接触应力是由于轴承与相对运动部件之间的接触而产生的。

这些接触力和应力分布的特性会直接影响轴承的性能和寿命。

高接触应力不仅会导致轴承过早失效，而且还可能引发其他故障，如疲劳、磨损和裂纹等。

因此，对轴承接触应力进行测试和评估是确保轴承性能和可靠性的重要一环。

通过精确测量和分析轴承接触应力的分布，我们可以了解其在不同工况下的变化规律，并提供有效的改进和优化方案。

本文将重点介绍轴承接触应力的测试方法及其在工程实践中的应用。

我们将讨论常用的实验手段和技术工具，如应变计、压力传感器和数值模拟等，以及测试过程中的注意事项和应注意的问题。

通过本文的阐述，读者将能够深入了解轴承接触应力测试的重要性和方法，为实际工程中的轴承设计和使用提供有力的支持。

1.2 文章结构本文主要介绍轴承接触应力测试的方法和意义。

首先，我们将在引言部分概述本文的主要内容和结构。

接着，正文部分将对轴承接触应力的定义和重要性进行详细阐述。

然后，我们将介绍轴承接触应力测试的不同方法和技术。

最后，在结论部分，将对实验结果进行分析，并总结实验的重要性和对轴承设计和性能评估的贡献。

通过本文的阅读，读者将能够了解轴承接触应力测试的基本原理和方法，并将其应用于轴承的设计和优化过程中。

1.3 目的本文旨在研究轴承接触应力测试方法，以评估轴承在实际工作条件下的性能表现。

轴承接触应力是指轴承内部的接触点所承受的力量，对于轴承的寿命和性能起着重要的影响。

通过测试不同条件下轴承的接触应力，我们可以了解轴承在不同工况下的承载能力、疲劳寿命和稳定性等指标，为轴承的设计和选型提供依据。

具体而言，本文的目的如下：1. 探究轴承接触应力的定义和重要性。

角接触球轴承摩擦力矩特性研究摘要：轴承摩擦力矩是轴承动态性能指标，主要影响电主轴的传动效率。

基于此，本文对角接触球轴承摩擦力矩特性进行了详细的论述。

关键词：角接触球轴承；摩擦力矩；特性一、角接触球轴承摩擦力矩来源1、弹性滞后引起的摩擦阻力。

滚动体在滚道上滚动时因材料的弹性滞后，接触区前后两部分压力分布具有不对称特点。

前半部接触面上压力对滚动体滚动的阻力矩要大于后半部的推动力矩，从而产生一个滚动摩擦力。

2、差动滑动引起的摩擦阻力。

球轴承和球面滚子轴承，受到载荷后滚珠和内滚道的接触会变形，接触面是一个曲面，除两物体的相对转轴与接触曲面相交的两个点外，接触面上各点两物体的线速度都不同，因此而产生的微观滑动称为差动滑动。

两物体在接触面上的线速度不可能处处相等，肯定有滑动存在。

只有接触曲面的交点与滚动体相对内圈的角速度瞬轴两物体无相对滑动，是纯滚动点，其余各点在接触面上均有相对滑动。

并且在纯滚动点处把接触区分为两部分，在两侧的部分与中间的部分上相对滑动速度方向相反，差动滑动摩擦力的方向也相反。

根据滚动体受的摩擦力与力矩平衡，用数值方法可计算纯滚动点的位置和差动滑动引起的摩擦力矩。

由于滚道的密合度与差动滑动与滚动体关系很大，当密合度越大差动滑动越大。

所以，球轴承的沟曲率半径系数要取的稍大，密合度较小，所以差动滑动摩擦阻力小。

3、自旋滑动引起的摩擦阻力。

在角接触球轴承中，因接触角的存在，定然存在着滚动体相对滚道绕接触面法线的自旋滑动。

因在高速角接触球轴承中自旋滑动是摩擦的重要因素，应合理减小旋滚比。

4、滚动体打滑引起的摩擦阻力。

在高速轻载的角接触球轴承应用中，因离心力作用，会使内滚道对滚动体的摩擦拖动力不足，滚动体的纯滚动理论值大于实际公转速度，发生滚动体相对内圈打滑的现象，打滑是一种严重的滑动摩擦，应从轴承使用条件方面与结构设计采取措施予以防止。

5、滚动体陀螺旋转引起的摩擦阻力。

在高速轻载角接触球轴承中，当滚动体在旋转时，一定会受到陀螺力矩作用，滚动体的陀螺旋转也是一种严重的滑动摩擦。

滚动轴承的动静态特性研究滚动轴承作为广泛应用于机械领域的重要部件，其性能的稳定和可靠性对于机械设备的正常运转至关重要。

在实际应用中，由于受到多种因素的影响，滚动轴承的动静态特性会发生变化，这直接影响轴承的寿命和使用效果。

因此，研究滚动轴承的动静态特性至关重要。

一、滚动轴承的结构和工作原理滚动轴承是包含滚珠、圆柱和圆锥等的闭合式结构，通过外部的载荷或力矩的作用下，轴承内部的滚珠在滚道上滚动，从而实现滚动轴承的转动。

在不同的载荷和转速下，轴承内部的滚珠会受到不同的力的作用，从而导致动静态特性的变化。

二、滚动轴承的动静态特性1. 动态特性动态特性主要是指滚动轴承在运转过程中的振动情况，包括衬套与滚珠之间的滚动摩擦、滚珠与内外滚道之间的碰撞等。

这些因素影响了轴承的振动幅度和频率，从而也会影响轴承的噪声和寿命。

2. 静态特性静态特性是指滚动轴承在未受到外部载荷或力矩作用时的状态。

由于轴承内部的滚珠表面粗糙度和形状精度的差异，导致在静态情况下，轴承的内部间隙不均匀，从而直接影响轴承的负荷承载能力和使用寿命。

三、滚动轴承的动静态特性研究方法1. 轨道分析法轨道分析法是指通过分析滚动轴承内部滚道的几何形状和相互作用力学，计算出轴承内部的应力分布、滚动摩擦力以及滚珠与滚道之间的接触点位置等。

通过轨道分析法，可以分析轴承内部不同位置的应力状态，从而探索轴承的静、动态特性。

2. 振动分析法振动分析法是指通过测量轴承内部的振动信息，从而研究轴承的动态特性。

通过分析轴承的振动频率和幅度，可以了解轴承内部的摩擦状态、滚珠与滚道之间的碰撞情况以及轴承的寿命和负荷承载能力。

3. 数值模拟法数值模拟法是指通过建立轴承的模型，采用有限元分析法、多体动力学模拟等方法，研究轴承的静、动态特性。

通过数值模拟，可以分析轴承内部不同位置的应力状态和运动状态，并针对优化轴承的结构和材料提出具体方案。

四、结论研究滚动轴承的动静态特性，可以为优化轴承的结构和材料提供基础理论依据。

角接触球轴承打滑行为的非线性动态模型Qinkai Han , Fulei State Key Laboratory of Tribology,Tsinghua University, Beijing 100084, China.摘要：用一个三维非线性动态模型来预测复合载荷组合条件下角接触球轴承的打滑行为。

该模型考虑了钢球的自转和公转引起的离心力和陀螺效应、钢球与内外圈之间的赫兹接触变形、钢球与保持架之间的非连续接触以及弾流动体润滑。

通过对试验结果的比较，验证了该动态模型正确性。

在此基础上，讨论了在复合载荷作用下，轴承钢球滑动速度随时间和位置的变化规律。

该模型表明，径向载荷的变化将使钢球在内外圈之间的的滑动速度产生波动，对低负载区域的钢球影响更大。

增加径向负荷将大幅增加滑移速度的幅度和范围，使打滑更加严重。

当钢球在低载区时，大的滑动速度会使轴承和润滑油的温度升高，加剧轴承磨损，缩短轴承的使用寿命。

因此，在旋转工件的设计和检测中应考虑径向载荷。

1. 导论：角接触球轴承是许多旋转机械的核心支撑部件，其动态特性对整个设备的使用性能、运行可靠性和使用寿命起着决定性的作用。

轴承在运行过程中，滚道应为钢球提供足够大的摩擦力和摩擦力矩，以确保钢球处于纯滚动状态。

否则，滚动体和内、外滚道之间可能会出相对滑移。

随着现代旋转机械的高速化、重载化，轴承的滑动将使轴承和润滑油的温度升高，从而加速轴承磨损。

如果轴承早期就开始打滑，它可能会导致轴承寿命减少，甚至更严重的事故。

因此，当前准确预测滚动轴承的打滑行为并提出防滑设计准则是很重要的问题。

哈里斯[1,2] 已经在这方面做了开创性的工作。

基于沟道控制理论和准静态学，哈里斯[1,2] 建立了用于高速角接触球轴承的滑行预测模型。

该模型考虑了滚动体的各种受力情况（包括：接触力，摩擦力，流体力和离心力等），还考虑了轴向载荷、旋转速度、滚动体的数量对打滑的影响。

Liao and Lin[3] 在几何约束条件和受力平衡中考虑了每一个滚动体受到的接触力和每一个滚动体的接触角。

轴承检测轴承故障往往是由于多种因素，所有的设计和制造工艺因素的影响和轴承故障，他们的分析是不容易确定。

在正常情况下，在一般情况下，您可以考虑和分析因素和内部因素。

用于调整的主要因素是安装，使用和维护，保养维修，等符合技术要求。

安装条件是使用轴承的因素之一是往往造成不正确的安装包各部分之间的状态变化的承重力的首要因素，在异常状态的操作和早期失效。

根据轴承的安装，使用，保养，维护的技术要求操作的轴承接触负荷，转速，温度，振动，噪声和润滑状态监测和检查，发现异常立即查找原因，调整回正常。

此外，油脂和周围介质的质量，气氛也非常重要的分析测试。

轴承的倒角不决定轴承的质量，但却反映了轴承的加工方法。

倒角为黑色，说明经过淬火等热处理，这样轴承的硬度，而有些人认为倒角为黑色不好看是没加工完全，这是误区。

一体保持架比两体好，虽然新工艺都使用一体保持架，但它仅仅是节省了材料，而对回转等性能比两体的差。

轴承的倒角不决定轴承的质量，而有些人认为倒角为黑色不好看是没加工完全，这是误区。

内部因素主要是指结构设计，质量的制造工艺和材料，有三个因素决定了轴承的质量：一、结构设计与先进的同时，将有一个较长的轴承寿命。

轴承制造会经过锻造，热处理，车削，磨削和装配的多道工序操作。

处理的合理性，先进性，稳定性也会影响轴承的使用寿命。

影响轴承的热处理和磨削工艺，往往与轴承的故障有更直接的关系相关的产品质量。

近年来，研究轴承的表面层的恶化表明，磨削过程中密切与轴承表面质量相关。

二、轴承材料的冶金质量的影响是主要因素滚动轴承的早期失效。

随着冶金技术的进步(如轴承钢，真空脱气等)，提高了原材料的质量。

原材料质量因素在轴承故障分析中的比重已经明显下降，但它仍然是轴承失效的主要因素之一。

选择是否恰当仍是必须考虑的轴承故障分析。

三、轴承安装结束后，为了检查安装是否正确，要进行运转检查。

小型机械可以用手旋转，以确认是否旋转顺畅。

检查项目有因异物、伤痕、压痕而造成的运转不畅，因安装不良，安装座加工不良而产生的力矩不稳定，由于游隙过小、安装误差、密封摩擦而引起的力矩过大等等。