氮化硅陶瓷球的滾動接觸疲勞壽命研究
發(fā)布時間:2022-01-12 08:33
陶瓷軸承是為解決傳統(tǒng)軸承在超高速、腐蝕、高溫及其它惡劣工況下難以工作的問題而研制的一種新型軸承,陶瓷球是陶瓷球軸承的重要零件之一,滾動接觸疲勞壽命是評價其能否用于滾動軸承的主要技術(shù)指標(biāo)。本文作為上海市科技發(fā)展基金重點項目的一部分,對軸承用氮化硅(Si3N4)陶瓷球的滾動接觸疲勞性能進行了理論和試驗研究,完成的主要工作有:一、設(shè)計和研制了一臺三點接觸純滾動軸承球的強化接觸疲勞壽命新型試驗裝置,被試球在最大圓截面上受到三次等接觸強度的循環(huán)接觸載荷的作用,并沿此圓周作純滾動;克服了傳統(tǒng)試驗機因接觸點少、或是滾/滑狀態(tài)、或需其它附加結(jié)構(gòu)等缺點,有效地減少了試驗結(jié)果的影響因素。二、利用現(xiàn)代傳感技術(shù)、數(shù)據(jù)采集技術(shù)、信號分析和處理技術(shù)及微機控制技術(shù),開發(fā)了上述疲勞試驗機的測控系統(tǒng),便于自動記錄和監(jiān)控試驗機的運行狀態(tài)以及被試軸承球的工作狀態(tài)。當(dāng)試驗出現(xiàn)異常,系統(tǒng)能夠自動識別并采取相應(yīng)的措施,保證試驗機安全可靠地運行,減輕了實驗人員的勞動強度,提高了試驗效率。三、對GCr15鋼球和二種分別由氣壓燒結(jié)工藝生產(chǎn)的GSN-200及熱等靜壓工藝生產(chǎn)的NBD-200 S...
【文章來源】:上海大學(xué)上海市 211工程院校
【文章頁數(shù)】:114 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
滾動接觸疲勞試驗機1958年后期,zaretsky等【’8]研制了五球疲勞試驗機,可模擬球軸承的接觸角,設(shè)定接觸載荷
上海大學(xué)博士學(xué)位論文為軸承球三點接觸純滾動疲勞壽命試驗機的結(jié)構(gòu)簡圖,圖2一1(b)為試驗機的實物日日 日 岡岡 岡 岡、廠牛、、 ………………… … ………… ///////川 川 川川川川川川川本本 lll}}}}}}} }}}}}}}l【護叫 JJJ千千 千 千卜卜司司‘ JJJ壯倪倪 倪 倪rrr一 一二工工工 {{{阿 ///比 ///nnnnnnnnn /////lllllllllllllllllllllllllllll才才 才 才 /////////////日 日內(nèi) 內(nèi) 內(nèi) 內(nèi) 內(nèi) 內(nèi) 內(nèi)肉 肉 肉肉,味味 味嘩 嘩鍘 鍘 鍘的i閡 閡 閡 閡閡閡口 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 /////.////1一驅(qū)動輪2、2’一支承滾輪3一導(dǎo)輪(a)結(jié)構(gòu)簡圖圖2一1試驗機結(jié)構(gòu)簡圖和照片2.2.2試驗機的工作原理滾動接觸疲勞壽命受到諸多因素(材料性能、加工工藝,尺寸精度、使用工況條件等)的影響。因此,從研究滾動接觸疲勞強度入手,強化主要的試驗條件而弱化次要因素
轉(zhuǎn)數(shù)傳感器信號處理器一洲1/0端子板采集卡計算機圖3一6轉(zhuǎn)數(shù)采集框圖(5)數(shù)據(jù)采集卡的選擇與配置采集卡的基本功能一般由多路開關(guān)(MUX)、放大器、采樣保持電路以及刀D來實現(xiàn),通過這些部分,一個模擬信號就可以轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號,其硬件原理如圖3一7所示。信號控制源通道數(shù)信號類型信號范圍自動通道掃描A心數(shù)據(jù)緩沖區(qū)數(shù)據(jù)寄存器FIFO緩沖區(qū)PC工︸呱附樸中斷信號多多多多多路路路 路擇擇擇擇擇內(nèi)內(nèi)存 存 lll)Bl_:ff已 .)))}}}了 PUUU圖3一7數(shù)據(jù)采集卡的原理圖信號的輸入和輸出特性決定了采集卡的功能要求和精確度,采集卡的基本特性包括刀D通道數(shù)和D/A通道數(shù)、采樣頻率、分辨率、信號輸入和輸出范圍,選擇采集卡時必須考慮以下幾個重要的性能指標(biāo):①采樣頻率:將經(jīng)過電荷放大器的振動信號接進示波器,顯示此疲勞試驗機的最高振動頻率大致在ZokHz,根據(jù)Nyquist采樣定律:人全2幾以(其中天表示采樣頻率,fmax表示信號最高頻率;工程上一般取為天全6一sfma、),所以選擇采樣頻率至少為looKHZ;②通道數(shù):每臺試驗機(共兩臺)需要測試的特征參數(shù)包括2個振動信號、1個油壓信號、1個油溫信號、1個轉(zhuǎn)動信號
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于LabVIEW的振動采集系統(tǒng)開發(fā)[J]. 周井玲,吳國慶. 微計算機信息. 2004(09)
[2]三點接觸純滾動軸承球的強化接觸疲勞壽命試驗機設(shè)計[J]. 周井玲,朱禮進,陳曉陽,張培志,劉學(xué)建. 中國機械工程. 2004(07)
[3]設(shè)計方法學(xué)在納米陶瓷球疲勞試驗機中的應(yīng)用[J]. 周井玲,任雨松,程海正. 南通工學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版). 2004(01)
[4]國內(nèi)外陶瓷軸承的發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 周桂欣. 陶瓷研究與職業(yè)教育. 2003(04)
[5]基于LabVIEW的虛擬振動實驗系統(tǒng)的設(shè)計[J]. 梁永緋,王新華,馬玉真. 濟南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2003(01)
[6]混合式陶瓷軸承的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 薛繼瑞,張偉儒,王重海. 硅酸鹽通報. 2002(06)
[7]孔隙對陶瓷球接觸疲勞壽命的影響分析[J]. 張永乾,張崇高,段天慧. 陶瓷學(xué)報. 2002(02)
[8]Si3N4陶瓷球與GCr15鋼球接觸疲勞對比試驗分析[J]. 孫永安,李縣輝,張永乾,田林濤. 軸承. 2002(06)
[9]混合型氮化硅陶瓷軸承的新進展[J]. 張寶林,莊漢銳,李文蘭. 軸承. 2000(04)
[10]陶瓷球軸承的壽命評估[J]. 李元科. 軸承. 1997(06)
博士論文
[1]主軸軸承熱特性及對速度和動力學(xué)性能影響的研究[D]. 蔣興奇.浙江大學(xué) 2001
本文編號:3584459
【文章來源】:上海大學(xué)上海市 211工程院校
【文章頁數(shù)】:114 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
滾動接觸疲勞試驗機1958年后期,zaretsky等【’8]研制了五球疲勞試驗機,可模擬球軸承的接觸角,設(shè)定接觸載荷
上海大學(xué)博士學(xué)位論文為軸承球三點接觸純滾動疲勞壽命試驗機的結(jié)構(gòu)簡圖,圖2一1(b)為試驗機的實物日日 日 岡岡 岡 岡、廠牛、、 ………………… … ………… ///////川 川 川川川川川川川本本 lll}}}}}}} }}}}}}}l【護叫 JJJ千千 千 千卜卜司司‘ JJJ壯倪倪 倪 倪rrr一 一二工工工 {{{阿 ///比 ///nnnnnnnnn /////lllllllllllllllllllllllllllll才才 才 才 /////////////日 日內(nèi) 內(nèi) 內(nèi) 內(nèi) 內(nèi) 內(nèi) 內(nèi)肉 肉 肉肉,味味 味嘩 嘩鍘 鍘 鍘的i閡 閡 閡 閡閡閡口 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 /////.////1一驅(qū)動輪2、2’一支承滾輪3一導(dǎo)輪(a)結(jié)構(gòu)簡圖圖2一1試驗機結(jié)構(gòu)簡圖和照片2.2.2試驗機的工作原理滾動接觸疲勞壽命受到諸多因素(材料性能、加工工藝,尺寸精度、使用工況條件等)的影響。因此,從研究滾動接觸疲勞強度入手,強化主要的試驗條件而弱化次要因素
轉(zhuǎn)數(shù)傳感器信號處理器一洲1/0端子板采集卡計算機圖3一6轉(zhuǎn)數(shù)采集框圖(5)數(shù)據(jù)采集卡的選擇與配置采集卡的基本功能一般由多路開關(guān)(MUX)、放大器、采樣保持電路以及刀D來實現(xiàn),通過這些部分,一個模擬信號就可以轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號,其硬件原理如圖3一7所示。信號控制源通道數(shù)信號類型信號范圍自動通道掃描A心數(shù)據(jù)緩沖區(qū)數(shù)據(jù)寄存器FIFO緩沖區(qū)PC工︸呱附樸中斷信號多多多多多路路路 路擇擇擇擇擇內(nèi)內(nèi)存 存 lll)Bl_:ff已 .)))}}}了 PUUU圖3一7數(shù)據(jù)采集卡的原理圖信號的輸入和輸出特性決定了采集卡的功能要求和精確度,采集卡的基本特性包括刀D通道數(shù)和D/A通道數(shù)、采樣頻率、分辨率、信號輸入和輸出范圍,選擇采集卡時必須考慮以下幾個重要的性能指標(biāo):①采樣頻率:將經(jīng)過電荷放大器的振動信號接進示波器,顯示此疲勞試驗機的最高振動頻率大致在ZokHz,根據(jù)Nyquist采樣定律:人全2幾以(其中天表示采樣頻率,fmax表示信號最高頻率;工程上一般取為天全6一sfma、),所以選擇采樣頻率至少為looKHZ;②通道數(shù):每臺試驗機(共兩臺)需要測試的特征參數(shù)包括2個振動信號、1個油壓信號、1個油溫信號、1個轉(zhuǎn)動信號
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于LabVIEW的振動采集系統(tǒng)開發(fā)[J]. 周井玲,吳國慶. 微計算機信息. 2004(09)
[2]三點接觸純滾動軸承球的強化接觸疲勞壽命試驗機設(shè)計[J]. 周井玲,朱禮進,陳曉陽,張培志,劉學(xué)建. 中國機械工程. 2004(07)
[3]設(shè)計方法學(xué)在納米陶瓷球疲勞試驗機中的應(yīng)用[J]. 周井玲,任雨松,程海正. 南通工學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版). 2004(01)
[4]國內(nèi)外陶瓷軸承的發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 周桂欣. 陶瓷研究與職業(yè)教育. 2003(04)
[5]基于LabVIEW的虛擬振動實驗系統(tǒng)的設(shè)計[J]. 梁永緋,王新華,馬玉真. 濟南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2003(01)
[6]混合式陶瓷軸承的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 薛繼瑞,張偉儒,王重海. 硅酸鹽通報. 2002(06)
[7]孔隙對陶瓷球接觸疲勞壽命的影響分析[J]. 張永乾,張崇高,段天慧. 陶瓷學(xué)報. 2002(02)
[8]Si3N4陶瓷球與GCr15鋼球接觸疲勞對比試驗分析[J]. 孫永安,李縣輝,張永乾,田林濤. 軸承. 2002(06)
[9]混合型氮化硅陶瓷軸承的新進展[J]. 張寶林,莊漢銳,李文蘭. 軸承. 2000(04)
[10]陶瓷球軸承的壽命評估[J]. 李元科. 軸承. 1997(06)
博士論文
[1]主軸軸承熱特性及對速度和動力學(xué)性能影響的研究[D]. 蔣興奇.浙江大學(xué) 2001
本文編號:3584459
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