【摘 要】
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在航空发动机、高速切削机床等设备中,高速滚动轴承作为一种关键核心零部件,其可靠性直接决定了整个设备系统的工作性能。打滑蹭伤是高速滚动轴承常见的失效形式之一,然而其
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在航空发动机、高速切削机床等设备中,高速滚动轴承作为一种关键核心零部件,其可靠性直接决定了整个设备系统的工作性能。打滑蹭伤是高速滚动轴承常见的失效形式之一,然而其理论研究并不成熟,有必要借助试验手段开展打滑蹭伤的机理研究。本文设计了高速轴承打滑蹭伤模拟试验台,以探究在各类严苛工况条件下打滑对蹭伤的影响,为评估轴承的性能和改进轴承结构设计提供实验依据。本文在对国内外各类高速轴承试验台调研分析的基础上,提出了高速轴承打滑蹭伤模拟试验台总体方案。通过分别控制两个电主轴的转速,实现对不同程度打滑的模拟,同时考虑到高速滚动轴承的严苛工况条件,在试验台中还设计了激振载荷和高温润滑系统。整个试验台由轴系结构、驱动系统、加载系统、润滑和冷却系统及测控系统等组成。采用SolidWorks完成了试验台的结构设计和三维建模,用ANSYS Workbench对试验台进行了动态特性分析。用径向弹簧单元替代轴承,得到主轴系统的有限元模型。通过模态分析计算出主轴系统的各阶固有频率,保证在高速情况下试验台能够安全平稳地运行,避免共振发生。针对激振载荷,对主轴系统进行了谐响应分析,得到在激振力作用下的主轴系统的稳态响应。采用虚拟仪器技术为试验台设计了测控系统,利用LabVIEW程序和数据采集卡实现了对各类模拟信号的采集和数字信号的输出控制,部分硬件通过LabVIEW串口通讯实现各类参数的设置和控制。通过LabVIEW对采集的数据进行显示、储存和分析处理,并具有监测报警功能,实现了试验台智能化控制的模拟。
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