摘要：滚动轴承高速运转时,内圈温度对轴承早期故障信息更加敏感,研究内圈温度测量技术能更好监测轴承的运行状态。基于量子点材料的感温感光特性,提出一种滚动轴承旋转组件(内圈、保持架等)温度测试新思路——利用量子点材料激发的荧光光谱特质获取轴承旋转组件的表面温度信息。简述碲化镉量子点材料的非接触测温原理,基于层层自组装方法,将水相制备工艺的碲化镉量子点制备成PDDA聚电解质-Cd Te量子点复合薄膜温度传感器,并对量子点温度传感器特征参数(峰值波长、荧光强度和半峰宽等)进行热特性研究,实现了其峰值波长与所感知环境温度变化的线性关系,并在不同温度循环及旋转条件下进行验证及测试标定。设计试验台,开展角接触球轴承内圈温度的在线试验测试,实现了滚动轴承服役条件下内圈的非接触测温技术,获取了轴承内圈温升历程曲线,并利用传统热电偶测试方法进行了间接验证。

摘要：流体润滑广泛存在于工程领域,润滑接触区各点局部压力的测量对研究机械润滑状态、保证系统平稳运行具有重要作用.量子点具有优异的化学和光致发光稳定性以及优异的光学性能,其对压力的敏感性使其应用于流体润滑领域监测压力成为可能.为此,本文中总结了研究常用的压力敏感量子点材料以及常用的制备方法,介绍了量子点的压力依赖性原理,并分别从原位压力试验和第一性原理计算两方面对量子点压力依赖性常用的研究方法进行了总结,最后,从工程应用角度对量子点的应用潜力以及目前仍存在的问题和挑战进行了介绍.

摘要：针对滚动轴承在高速高压气帘影响下供油不足的问题,提出了基于表面沟槽结构的轴承润滑增效方法。首先,建立了考虑轴承真实结构、组件内部运动的轴承润滑仿真模型,利用沟槽的引流作用增强润滑油轴向流动能力,进而提升轴承润滑效率;其次,考虑轴承变工况服役特点,研究了供油量、转速、沟槽尺寸、喷嘴直径等因素对轴承润滑性能的影响规律,结合正交设计获得了影响沟槽润滑增效的多因素敏感性排序,基于参数归一化方法构建了适用于变工况的最优沟槽宽度预测公式。搭建了高速轴承润滑实验台,对比分析了不同宽度沟槽在轴承变工况下的润滑增效作用,结果表明,当轴承转速超过6000 r/min时,所提方法获得的最优沟槽结构使得轴承接触区润滑油流量提升5倍以上,显著提升了轴承的润滑效率。

摘要：为提升高速轴承润滑效率,对可实现轴承润滑增效的套圈表面沟槽结构开展系统性分析。以角接触球轴承为研究对象,结合可视化分析及定量化实验,优化了转速、喷嘴位置等多参数变化下的轴承套圈表面沟槽结构。基于流体体积函数法(VOF),建立套圈表面润滑油流动模型,探究润滑油于沟槽化轴承内圈表面流动行为,在此基础上,开展了沟道润滑油流动量化实验分析。对比了不同喷嘴位置、不同沟槽宽度、不同转速对润滑油流动增效能力影响的变化规律,针对润滑油流动特征开展了弧形沟槽结构优化设计。结果表明:当转速、供油位置等运行工况条件变化时,均存在工况适应性最优的沟槽宽度,且最优沟槽宽度随喷嘴距端面距离的增加而增加;弧形沟槽能有效改善沟槽对润滑油流动增效能力,且转速越高,大弧度沟槽增效效果越好。研究内容对于高速轴承新型高效润滑设计具有重要参考意义。

摘要：晶须在强化陶瓷材料强度和韧性的同时能显著提高材料硬度,在解决陶瓷硬度不足上具有突出优势。针对目前实验法研究晶须增强陶瓷材料中存在组分设计盲目性大、试样制备耗时费力等问题,以β-Si_(3)N_(4)晶须(β-Si_(3)N_(4)w)增强Si_(3)N_(4)陶瓷为对象,提出了一种计算晶须泊松比的双向随机建模方法,并基于密度泛函理论(DFT)框架下平面超软赝势法和广义梯度近似(GGA)中的Perdew-Wang 91(PW91)函数,对β-Si_(3)N_(4)超晶胞泊松比进行了计算。以此为基础,提出了运用德劳内(Delaunay)三角剖分法和伪随机函数法建立β-Si_(3)N_(4)w增强Si_(3)N_(4)陶瓷微观结构模型的方法,对模型硬度进行了预报并对β-Si_(3)N_(4)w增硬机制进行了探讨。结果表明,βSi_(3)N_(4)w泊松比约为0.27。β-Si_(3)N_(4)w增强Si_(3)N_(4)陶瓷硬度预报值与相关实验测试值存在较好一致性,这表明了晶须泊松比计算模型和晶须强韧陶瓷微观结构建模法的有效性。在β-Si_(3)N_(4)w含量为3wt%时,硬度达到最大值22.80 GPa。应力分析表明β-Si_(3)N_(4)w各向分布性分散了应力集中作用区并依靠β-Si_(3)N_(4)w高强度特性承载了大量应力的作用,这是硬度提高的主要原因。

摘要：高速轴承套圈表面添加沟槽是提升轴承润滑效率的有效手段.针对高速旋转套圈表面沟槽对润滑油流动的引导机理和影响规律研究,本文中通过可视化仿真和试验研究,监测对比了润滑油在轴承光滑内圈和带沟槽内圈表面的流动行为,基于内圈滚道内润滑油流量评估沟槽结构对润滑油的导向效果,最后通过轴承乏油状态下的温升试验验证了分析结果的合理性.结果表明,与光滑内圈相比,具有不同凹槽结构的内圈可能会增强/减弱润滑介质流动,合理/不合理的沟槽设计存在提高/降低轴承润滑效率的可能.

摘要：现有保持架质心轨迹测量方法会侵入轴承原有结构,难以反映真实的轴承动态特性;现有的基于图像的方法虽然不会破坏轴承结构,却依赖于标记点标记精度与追踪精度,无法直接反映质心运动。针对这些问题,提出了一种基于自主图像处理程序的滚动轴承保持架运动轨迹提取方法,结合亚像素图像处理算法,在不改变轴承原有结构的基础上可以精确识别提取保持架质心轨迹。对两种不同引导方式的保持架开展了轨迹提取实验。实验结果表明,保持架轨迹受保持架与轴承内外圈结构的影响,呈现出不同形状;在实验转速区间内,保持架运动的稳定性随着转速的升高而增大。实验结果证明了所提出的轨迹提取方法的有效性,为轴承保持架动态特性的研究提供了一种便捷、准确的测试方法,能对轴承保持架质心轨迹进行有效的提取。

摘要：高速工况下轴承内部流动阻力增大、接触区供油效率降低导致轴承处于乏油润滑状态,严重影响轴承的服役性能。为提升高速下轴承内部润滑介质流动能力,改善轴承的润滑状态,本文提出一种面向滚动轴承喷射润滑的增效方法。通过在轴承内圈表面设计轴向沟槽结构,提升润滑介质的轴向流动能力,进而提高高速工况下轴承滚道及接触区域的润滑油量。通过建立沟槽化内圈表面润滑油流动模型,探索了沟槽结构流动引流及减阻机理,揭示了用于流动减阻的沟槽内底层润滑油带的形成规律并进行了沟槽结构优化设计。H7006C角接触球轴承润滑性能试验表明,在不同转速的乏油工况下,沟槽化轴承的温升均显著小于常规轴承,证实了本文润滑增效方法的有效性。

摘要：温度是反映滚动轴承运行状态的重要指标之一,高速运行中轴承旋转套圈的温度远高于静止套圈温度,实现轴承旋转套圈(通常为内圈)的实时温升监测对保证运行安全尤为重要。基于电气和机械设计技术的协同,提出一种滚动轴承内圈温度无线监测方案,将测试系统嵌入轴承锁紧螺母中,利用锁紧螺母与轴承接触配合实现对轴承内圈温度采集。设计研究集成温度测试、无线数据传输及无线电能供给电路。重点实现电能无线供给以满足轴承旋转套圈温度持续监测的电能需求。最后通过对32008圆锥滚子轴承温度采集,验证该方案的可行性。该方法在保障轴承完整性的条件下能实现轴承旋转套圈温度的监测,为轴承状态监测和热特性试验研究提供了新的技术手段,解决了实际工况下轴承旋转套圈测温难题。

摘要：滚动轴承是精密机床、特种车辆等重大装备的关键支撑零部件,其润滑性能直接决定了轴承的稳定服役性能,进而影响到重大装备的工作性能指标.基于理论仿真及实验研究,开展了油气润滑滚动轴承宽域润滑参数下的运行特性研究.结合多相流动分析技术,研究了高速角接触球轴承内部油气的流动状态,揭示了轴承内部油气流动基本规律.在此基础上,设计了滚动轴承润滑性能试验验证平台,实验分析了不同润滑参数对轴承温度的影响规律,获取了特定转速下温升最小的轴承润滑参数,证实了滚动轴承不同润滑参数对其服役性能的影响程度.研究工作对于滚动轴承宽域润滑状态下的服役性能分析提供基础依据.