氮化硅陶瓷球的滾動(dòng)接觸疲勞壽命研究
發(fā)布時(shí)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(wèn)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(dòng)接觸疲勞壽命是評(píng)價(jià)其能否用于滾動(dòng)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(diǎn)項(xiàng)目的一部分,對(duì)軸承用氮化硅(Si3N4)陶瓷球的滾動(dòng)接觸疲勞性能進(jìn)行了理論和試驗(yàn)研究,完成的主要工作有:一、設(shè)計(jì)和研制了一臺(tái)三點(diǎn)接觸純滾動(dòng)軸承球的強(qiáng)化接觸疲勞壽命新型試驗(yàn)裝置,被試球在最大圓截面上受到三次等接觸強(qiáng)度的循環(huán)接觸載荷的作用,并沿此圓周作純滾動(dòng);克服了傳統(tǒng)試驗(yàn)機(jī)因接觸點(diǎn)少、或是滾/滑狀態(tài)、或需其它附加結(jié)構(gòu)等缺點(diǎn),有效地減少了試驗(yàn)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(hào)分析和處理技術(shù)及微機(jī)控制技術(shù),開(kāi)發(fā)了上述疲勞試驗(yàn)機(jī)的測(cè)控系統(tǒng),便于自動(dòng)記錄和監(jiān)控試驗(yàn)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)以及被試軸承球的工作狀態(tài)。當(dāng)試驗(yàn)出現(xiàn)異常,系統(tǒng)能夠自動(dòng)識(shí)別并采取相應(yīng)的措施,保證試驗(yàn)機(jī)安全可靠地運(yùn)行,減輕了實(shí)驗(yàn)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度,提高了試驗(yàn)效率。三、對(duì)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(lái)源】:上海大學(xué)上海市 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:114 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
滾動(dòng)接觸疲勞試驗(yàn)機(jī)1958年后期,zaretsky等【’8]研制了五球疲勞試驗(yàn)機(jī),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(diǎn)接觸純滾動(dòng)疲勞壽命試驗(yàn)機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖,圖2一1(b)為試驗(yàn)機(jī)的實(shí)物日日 日 岡岡 岡 岡、廠(chǎng)牛、、 ………………… … ………… ///////川 川 川川川川川川川本本 lll}}}}}}} }}}}}}}l【護(hù)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(dòng)輪2、2’一支承滾輪3一導(dǎo)輪(a)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖圖2一1試驗(yàn)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖和照片2.2.2試驗(yàn)機(jī)的工作原理滾動(dòng)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(dòng)接觸疲勞強(qiáng)度入手,強(qiáng)化主要的試驗(yàn)條件而弱化次要因素
轉(zhuǎn)數(shù)傳感器信號(hào)處理器一洲1/0端子板采集卡計(jì)算機(jī)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(kāi)關(guān)(MUX)、放大器、采樣保持電路以及刀D來(lái)實(shí)現(xiàn),通過(guò)這些部分,一個(gè)模擬信號(hào)就可以轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào),其硬件原理如圖3一7所示。信號(hào)控制源通道數(shù)信號(hào)類(lèi)型信號(hào)范圍自動(dòng)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(hào)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(hào)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(hào)輸入和輸出范圍,選擇采集卡時(shí)必須考慮以下幾個(gè)重要的性能指標(biāo):①采樣頻率:將經(jīng)過(guò)電荷放大器的振動(dòng)信號(hào)接進(jìn)示波器,顯示此疲勞試驗(yàn)機(jī)的最高振動(dòng)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(hào)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(tái)試驗(yàn)機(jī)(共兩臺(tái))需要測(cè)試的特征參數(shù)包括2個(gè)振動(dòng)信號(hào)、1個(gè)油壓信號(hào)、1個(gè)油溫信號(hào)、1個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于LabVIEW的振動(dòng)采集系統(tǒng)開(kāi)發(fā)[J]. 周井玲,吳國(guó)慶. 微計(jì)算機(jī)信息. 2004(09)
[2]三點(diǎn)接觸純滾動(dòng)軸承球的強(qiáng)化接觸疲勞壽命試驗(yàn)機(jī)設(shè)計(jì)[J]. 周井玲,朱禮進(jìn),陳曉陽(yáng),張培志,劉學(xué)建. 中國(guó)機(jī)械工程. 2004(07)
[3]設(shè)計(jì)方法學(xué)在納米陶瓷球疲勞試驗(yàn)機(jī)中的應(yīng)用[J]. 周井玲,任雨松,程海正. 南通工學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2004(01)
[4]國(guó)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(dòng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 梁永緋,王新華,馬玉真. 濟(jì)南大學(xué)學(xué)報(bào)(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(shì)[J]. 薛繼瑞,張偉儒,王重海. 硅酸鹽通報(bào). 2002(06)
[7]孔隙對(duì)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(bào). 2002(02)
[8]Si3N4陶瓷球與GCr15鋼球接觸疲勞對(duì)比試驗(yàn)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(jìn)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(píng)估[J]. 李元科. 軸承. 1997(06)
博士論文
[1]主軸軸承熱特性及對(duì)速度和動(dòng)力學(xué)性能影響的研究[D]. 蔣興奇.浙江大學(xué) 2001
本文編號(hào):3584459
【文章來(lái)源】:上海大學(xué)上海市 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:114 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
滾動(dòng)接觸疲勞試驗(yàn)機(jī)1958年后期,zaretsky等【’8]研制了五球疲勞試驗(yàn)機(jī),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(diǎn)接觸純滾動(dòng)疲勞壽命試驗(yàn)機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖,圖2一1(b)為試驗(yàn)機(jī)的實(shí)物日日 日 岡岡 岡 岡、廠(chǎng)牛、、 ………………… … ………… ///////川 川 川川川川川川川本本 lll}}}}}}} }}}}}}}l【護(hù)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(dòng)輪2、2’一支承滾輪3一導(dǎo)輪(a)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖圖2一1試驗(yàn)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖和照片2.2.2試驗(yàn)機(jī)的工作原理滾動(dòng)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(dòng)接觸疲勞強(qiáng)度入手,強(qiáng)化主要的試驗(yàn)條件而弱化次要因素
轉(zhuǎn)數(shù)傳感器信號(hào)處理器一洲1/0端子板采集卡計(jì)算機(jī)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(kāi)關(guān)(MUX)、放大器、采樣保持電路以及刀D來(lái)實(shí)現(xiàn),通過(guò)這些部分,一個(gè)模擬信號(hào)就可以轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào),其硬件原理如圖3一7所示。信號(hào)控制源通道數(shù)信號(hào)類(lèi)型信號(hào)范圍自動(dòng)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(hào)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(hào)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(hào)輸入和輸出范圍,選擇采集卡時(shí)必須考慮以下幾個(gè)重要的性能指標(biāo):①采樣頻率:將經(jīng)過(guò)電荷放大器的振動(dòng)信號(hào)接進(jìn)示波器,顯示此疲勞試驗(yàn)機(jī)的最高振動(dòng)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(hào)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(tái)試驗(yàn)機(jī)(共兩臺(tái))需要測(cè)試的特征參數(shù)包括2個(gè)振動(dòng)信號(hào)、1個(gè)油壓信號(hào)、1個(gè)油溫信號(hào)、1個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于LabVIEW的振動(dòng)采集系統(tǒng)開(kāi)發(fā)[J]. 周井玲,吳國(guó)慶. 微計(jì)算機(jī)信息. 2004(09)
[2]三點(diǎn)接觸純滾動(dòng)軸承球的強(qiáng)化接觸疲勞壽命試驗(yàn)機(jī)設(shè)計(jì)[J]. 周井玲,朱禮進(jìn),陳曉陽(yáng),張培志,劉學(xué)建. 中國(guó)機(jī)械工程. 2004(07)
[3]設(shè)計(jì)方法學(xué)在納米陶瓷球疲勞試驗(yàn)機(jī)中的應(yīng)用[J]. 周井玲,任雨松,程海正. 南通工學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2004(01)
[4]國(guó)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(dòng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 梁永緋,王新華,馬玉真. 濟(jì)南大學(xué)學(xué)報(bào)(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(shì)[J]. 薛繼瑞,張偉儒,王重海. 硅酸鹽通報(bào). 2002(06)
[7]孔隙對(duì)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(bào). 2002(02)
[8]Si3N4陶瓷球與GCr15鋼球接觸疲勞對(duì)比試驗(yàn)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(jìn)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(píng)估[J]. 李元科. 軸承. 1997(06)
博士論文
[1]主軸軸承熱特性及對(duì)速度和動(dòng)力學(xué)性能影響的研究[D]. 蔣興奇.浙江大學(xué) 2001
本文編號(hào):3584459
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