汽车后桥轴承单元摩擦力矩的选配

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滚动轴承摩擦力矩测量技术

滚动轴承摩擦力矩测量技术 （轴承研讨会资料） 洛阳轴研科技股份有限公司仪器开发部 2003年3月21日

目 录 一、轴承摩擦力矩测量的目的意义 二、轴承摩擦力矩的特性 三、轴承摩擦力矩的种类及其定义 四、轴承摩擦力矩的组成部分 五、轴承摩擦力矩的影响因素 六、轴承摩擦力矩的计算方法 七、轴承摩擦力矩的测量原理和测量方法 八、国内外轴承摩擦力矩测量仪简介 九、轴承摩擦力矩测量技术的发展趋势

一、轴承摩擦力矩测量的目的意义： 滚动轴承在旋转过程中，由于其外圈、内圈、保持架、钢球、密封圈五大件之间互相接触，故存在着摩擦阻力。 轴承摩擦阻力的性能一般按两种方法进行评定，一种是灵活性检查：采用徒手检查的方法，检查轴承在旋转时的阻滞现象，以定性的粗略判断其轴承摩擦阻力大小。另一种是以摩擦力矩来衡量，这也是一种科学的客观的测量方法。 轴承摩擦阻力影响轴承寿命，影响主机制导系统的可靠性和精确性的重要因素。尤其对于高科技使用的轴承，如：陀螺仪轴承、卫星消旋天线轴承、运载大箭轴承、飞行平台轴承等等，均需要更加严格的摩擦力矩测量。 总之目前世界各国对于精密轴承质量的重点要求，已经由尺寸精度、几何精度、成品的旋转精度等方面转向了轴承的动态性能方面-----摩擦力矩和振动的测量，这也是使用单位最关心的两个重要技术性能指标。 因此，轴承摩擦力矩测量技术的研究目的就是研究如何合理评定，准确测量轴承的摩擦性能，为改进轴承设计参数、改进加工工艺和分析轴承摩擦力矩的影响因素，提供一个可靠的手段。从而提高轴承质量，提高主机精度，满足使用单位对轴承摩擦性能的技术要求，这对尖端科学技术的发展和国防建设都有着重要意义。 二、轴承摩擦力矩的特性： 为了阐明摩擦力矩测量技术首先对轴承摩擦力矩的特性（图1）进行分析。 图1 轴承摩擦力矩特性曲线 M max---最大摩擦力矩 M mcp---平均摩擦力矩 1．摩擦力矩是轴承内外圈角变位的函数M = f (H)，从式中可以看出轴承在旋转过程中每个位置都具有一个摩擦力矩值，即被测量轴承摩擦力矩是个随机变量。可以在测量过程中提取最大力矩，平均力矩和力矩差值等性能指标，用于分析轴承摩

主轴 偏航 变桨简单介绍

１、主轴轴承 由于主轴轴承所承受的负荷非常大,而且轴较长,容易变形,因此要求轴承必须拥有良好的调心性能。 主轴轴承为调心滚子轴承结构采用轴承钢材料制造能够低速恒定运转。同时优化的轴承内部结构参数设计和保持架的结构形式．使轴承具有良好的机械性能和极高的可靠性。 ２、偏航轴承 偏航轴承是风机追踪风向，调整迎风面的保证，转动范围360°．在90°范围上转动频率最高 偏航轴承采用四点接触球轴承结构．滚道表面淬火方式确保轴承具有稳定的硬度和淬硬层,合理的齿面模数形状和硬度使轴承在工作中具有良好的耐磨性抗冲击性及较高的适用寿命。 轴承表面进行热喷涂防腐处理，具有良好的表面防腐蚀性能。 ３、变桨轴承 变桨轴承采用双排四点接触球轴承结构分为带内齿和无齿两种转动范围0-90°正常范围为0-25°。具有高可靠性和较高的使用寿命。 绿色清洁的能源需要先进的产品支持，Legend致力于风力发电轴承的研发与制造，目前Legend可以根据 客户需求，研发制造600KW---1.5MW机组使用的偏航轴承、叶片轴承、主轴轴承、变速箱轴承和风力发电 机组用系列轴承.

风电转盘轴承 风力发电机组用轴承包括：偏航轴承、叶片（变桨）轴承、主轴轴承、变速箱（增速箱）轴承、发电机轴承及其它轴承。每台风机上安装一套偏航轴承，三套变桨轴承。一台风机上使用的轴承大约有20多套。其中偏航轴承和变桨轴承采用的是转盘轴承（回转支承）。 偏航轴 承和变桨轴 承的使用工 况、主要结 构、主要技 术特点： 一、偏航轴 承、变桨轴 承使用工况偏航轴承位于风机的机舱底部，承载着风机主传动系统的全部重量，用于准确适时地调整风机的迎风角度。变桨轴承位于叶片的变桨系统总成，用于调整叶片的迎风方向，主要承受径向负荷、轴向负荷和倾覆力矩。偏航，变桨轴承常年在风沙、雨水、盐雾、潮湿的高空环境中工作，安装、润滑及维修很不方便，因此不仅要求偏航，变桨轴承具有足够的强度和承载能力，还要求其运行平稳、安全可靠、寿命长（一般要求20年），润滑、防腐及密封性能好。环境适应性要求：轴承正常运行温度范围：-30℃～+50℃，耐低温极限温度：-45℃～+50℃。 二、结构特点 偏航轴承通常采用单排四点接触球或双排四点接触球，也有采用交叉圆柱滚子转盘轴承的。 变桨轴承一般采用单排四点接触球或双排四点接触球转盘轴承。 偏航轴承和变桨轴承一般由内圈、外圈、滚动体、保持架、塞子、锥销、密封圈组成。其中套圈上带有内齿或外齿；保持架采用尼龙隔离块、黄铜隔离块或钢板冲压保持架；密封圈采用耐老化、稳定性强的丁腈橡胶NBR70，结构上有单层密封、双层密封、多唇密封等。 三、主要技术特点 风电转盘轴承具有高承载能力、高寿命（20年）和高可靠性，良好的防腐性能和密封性能、耐低温冲击性能、运转灵活性和平稳性等特点。这些特点决定了它的一些有别于其他类转盘轴承的技术要求。大致介绍如下：

航天轴承在较高温度下摩擦力矩特性的试验研究

2008年3月第33卷第3期 润滑与密封 LUBR I CATI O N ENGI N EER I N G Mar 12008 Vol 133No 13 3基金项目:国家“十五”重大科技攻关项目(MKPT 22004251Z D )1 收稿日期:2007-09-11 作者简介:徐志栋,男,硕士研究生1E 2mail:yasea3@1631co m 1 航天轴承在较高温度下摩擦力矩特性的试验研究 3 徐志栋1 　杨伯原1 　李建华2 　任海东 1 (1.河南科技大学机电工程学院　河南洛阳471003;2.洛阳轴承研究所　河南洛阳471039) 摘要:摩擦力矩的大小和波动性是影响航天轴承性能和精度的主要因素。为了改进设计以提高轴承的性能,用改进后的轴承摩擦力矩特性试验台对某型号动量轮轴承在较高温度时的摩擦力矩特性进行试验研究,探讨了轴向载荷、温度和保持架类型对轴承摩擦力矩特性的影响。结果表明,圆兜孔保持架轴承的摩擦力矩基本上与轴向载荷成正比,而在较高温度条件下,摩擦力矩波动小,曲线有规律变化。当轴向载荷增大,温度升高时,方兜孔保持架轴承的摩擦力矩波动较大。 关键词:航天轴承;圆兜孔保持架;高温;摩擦力矩特性 中图分类号:T H11711　文献标识码:A 文章编号:0254-0150(2008)3-066-3 Experi m ent a l Research on Fri cti on Torque Characteristi cs of Aerospace Beari n gs i n Rel a ti ve H i gh Te m pera ture Xu Zhidong 1 　Yang Boyuan 1 　L i J ianhua 2 　Ren Haidong 1 (1.Electr omechanical Engineering College,Henan University of Science and Technol ogy,Luoyang Henan 471003,China; 2.Luoyang Bearing Research I nstitute,Luoyang Henan 471039,China ) Abstract:The value of fricti on torque and its fluctuation p r operty are main factors which influence the perfor mance and p recision of aer os pace bearings .I n order to increase designing level and i mp r ove bearing perfor mance,the friction torque characteristics of a certain rection wheel bearing in relative high temperature were studied by using an i mp r oved test rig for friction t orque characteristics of bearings .The influence of the axial load,the temperature and the ty pe of bearing cage on friction t orque characteristics of bearings was discussed .The results show that the round hole cage bearings has good s peed 2friction t orque characteristics,its friction torque is p roportional with the axial load,which has s mall fluctuati on in reletive high temperature .W hen the axial load increases and the temperature rises,the fricti on torque of square hole cage bearings is mutable . Keywords:aer ospace bearing;round hole cage;high temperature;friction t orque characteristics 　航天器姿态控制部件如动量轮需要在零到几千转的范围内运转,而很多时候这个部件是由角接触轴承来支撑的。摩擦力矩的大小和波动性是影响航天轴承 性能和精度的主要因素[1] 。航天轴承的工作条件极为恶劣,摩擦力矩的变化有多种原因,为了改进设计以提高轴承的性能,对轴承的摩擦力矩特性在模拟工况条件下进行试验研究是十分必要的。 目前国内外研制有多种型号的轴承摩擦力矩测量仪。例如M9908轴承摩擦力矩测量仪、P M9906摩擦 力矩测量仪、BRG2000摩擦力矩测量仪[2] 。但是,这些型号的轴承摩擦力矩测量仪均不能测试轴承在较高温度时的摩擦力矩特性。本文作者采用改进的轴承 摩擦力矩特性试验台[3] 对某型号轴承在较高温度时 的摩擦力矩特性进行试验研究。 1　 试验装置及测试方法 图1　试验台Fig 1　Test rig 采用改进后的轴承摩擦力矩特性试验台(见图1)进行测试。改进后的试验台增加了加热罩、隔热板、热电偶和温控仪,隔热板用来确保传感器不产生温度漂移。改进后的试验台主要包括电机驱动控制系统、

风力发电机用轴承大致可以分为三类

风力发电机用轴承大致可以分为三类，即：偏航轴承、变桨轴承、传动系统轴承(主轴和变速箱轴承)。偏航轴承安装在塔架与座舱的连接部，变桨轴承安装在每个叶片的根部与轮毂连接部位。每台风力发电机设备用一套偏航轴承和三套变桨轴承(部分兆瓦级以下的风力发电机为不可调桨叶，可不用变桨轴承)。 1代号方法 风力发电机偏航、变桨轴承代号方法采用了JB／T10471—2004中转盘轴承的代号方法，但是在风力发电机偏航、变桨轴承中出现了双排四点接触球式转盘轴承，而此结构轴承的代号在JB／T10471—2004中没有规定，因此，在本标准中增加了双排四点接触球转盘轴承的代号。由于单排四点接触球转盘轴承的结构型式代号用01表示，而结构型式代号02表示的是双排异径球转盘轴承结构，因此规定03表示双排四点接触球转盘轴承结构。 2技术要求 2．1材料 本标准规定偏航、变桨轴承套圈的材料选用42CrMo，热处理采用整体调质处理，调质后硬度为229HB—269HB，滚道部分采用表面淬火，淬火硬度为55HRC-62HRC。由于风力发电机偏航、变桨轴承的受力情况复杂，而且轴承承受的冲击和振动比较大，因此，要求轴承既能承受冲击，又能承受较大载荷。风力发电机主机寿命要求20年，轴承安装的成本较大，因此要求偏航、变桨轴承寿命也要达到20年。这样轴承套圈基体硬度为229HB-269HB，能够承受冲击而不发生塑性变形，同时滚道部分表面淬火硬度达到55HRC-62HRC，可增加接触疲劳寿命，从而保证轴承长寿命的使用要求。 2．2低温冲击功 本标准对偏航、变桨转盘轴承套圈低温冲击功要求：—20℃Akv不小于27J，冷态下的Akv值可与用户协商确定。风力发电机可能工作在极寒冷的地区，环境温度低至—40吧左右，轴承的工作温度在—20~C左右，轴承在低温条件下必须能够承受大的冲击载荷，因此，要求轴承套圈的材料在调质处理后必须做低温冲击功试验，取轴承套圈上的一部分做成样件或者是与套圈同等性能和相同热处理条件下的样件，在—20~C环境下做冲击功试验。 2．3轴承齿圈 由于风力发电机轴承的传动精度不高，而且齿圈直径比较大，齿轮模数比较大，因此，一般要求齿轮的精度等级按GB／T10095．2---2001中的9级或者10级。但是由于工作状态下小齿轮和轴承齿圈之间有冲击，因此，轴承齿圈的齿面要淬火，小齿轮齿面硬度一般在60HRC，考虑到等寿命设计，大齿轮的齿面淬火硬度规定为不低于45HRC。 2．4游隙 偏航、变桨轴承在游隙方面有特殊的要求。相对于偏航轴承，变桨轴承的冲击载荷比较大，风吹到叶片上震动也大，所以要求变桨轴承的游隙应为零游隙或者稍微的负游隙值，这

滚动轴承摩擦力矩、发热量及油量计算

滚动轴承摩擦力矩、发热量及 油润滑所需油量的计算 1、轴承的摩擦损失在轴承内部几乎全部变为热量，因而致使轴承温度升高，轴承的发热量 可以用以下公式进行计算： Q? n M 05 1 . 10 ? =-4 式中 Q : 发热量，kW M : 摩擦力矩，N.mm n : 轴承转速，r/min 摩擦力矩的估算公式 M? P d . 5 ? =μ 式中 M : 摩擦力矩，N.mm μ: 轴承的摩擦系数 P : 当量动负荷，N 关键点：参见教材“机械设计”P 当量动载荷P的计算公式（13-8）。 320 教材P338例题13-1有关于当量动载荷的具体计算，但是Fa/Fr的值我个人觉得需要分析轴承的结构，那么就要对轴承选型。这里希望大家讨论下。 d :轴承公称内径，mm 附表：各类轴承的摩擦系数（参考） 2、摩擦力矩的精确计算公式： + = M+ + M s l M d r a g M s e a l M r r

式中 M : 总摩擦力矩， Nmm Mrr : 滚动摩擦力矩，Nmm Msl : 滑动摩擦力矩，Nmm Mseal : 密封件的摩擦力矩，Nmm Mdrag: 由于拖曳损失、涡流和飞溅等导致的摩擦力矩，Nmm 3、 4、循环油润滑及喷油润滑所需油量计算公式 T r c d n P G ?????=-601088.14μ 式中 G : 所需油量，L/min μ : 摩擦系数， d : 轴承公称内径，mm n : 轴承转速，r/min P : 轴承当量动负荷，N c : 油的比热，kJ/kg ℃ r : 油的密度，g/cm 3 △T : 油的温升，℃ 上式计算得到的是发热量全部通过油带走时所需的油量，未考虑其余散热因素。一般来说，实际油量约为以上计算油量的1/2-2/3。但散热量随着使用机械及使用条件而有所不同，因此宜先以计算油量的2/3进行运转，通过测量轴承温度和进、排油温度逐渐减小油量，直至确定最佳油量。

风力发电轴承

从2005年至2010年，中国的风电市场呈现高速增长，每年装机量几近翻番。截止到2011年底，中国的风电总装机量已经在全球排名第一。 风力发电机作为清洁能源的发电设备，会经历各种环境的多重考验，如何确保风力发电机组的正常运行，除了和设计、材料、制造、安装、维护等因素有关，润滑所起的作用不容忽视。文中重点介绍了风力发电机组变桨/偏航轴承的润滑要求及配套润滑脂的选择和测试方法。 变桨轴承的工作原理是当风向发生变化时，通过变桨驱动电机带动变桨轴承转动来改变叶片的迎角，使叶片保持最佳的迎风状态，从而控制叶片的升力，达到控制作用在叶片上的扭矩和功率的目的。 偏航轴承的工作原理是将风向仪的风速与机舱位置夹角输入到主控，主控计算得出偏航角度。偏航电机开始工作时，一般由4个偏航电机通过偏航减速箱带动偏航轴承旋转，从

而带动整个机舱旋转。不偏航时由偏航刹车片通过液压制动来刹车，使风机机舱不至于晃动，以准确对风。 变桨/偏航轴承的受力情况复杂，而且轴承承受的冲击和振动也比较大，因此要求轴承既能承受冲击，又能承受较大载荷。风力发电机主机寿命要求20年，轴承安装的成本较大，因此要求变桨/偏航轴承寿命也要达到20年。偏航轴承一般采用四点接触球轴承结构。变桨轴承一般采用双排四点接触球轴承结构。 FAG轴承创造风力发电机主轴轴承支撑 的新理念 (2010/06/05 08:58) 目录：公司动态 浏览字体：大中小

舍弗勒集团展示了应用于风力发电机主轴轴承支撑的新概念产品，该产品由具有角度调整装置的圆锥滚子轴承、圆柱滚子轴承组成。该解决方案可对电机主轴进行特别精确的轴向引导。这就意味着轴的位移和振动效果可以显著降低。该解决方案集合了圆锥滚子轴承作为定位轴承和圆柱滚子轴承作为浮动轴承的卓越特性；轴承座的设计可以通过要求的角度调节补偿轴承位置之间的不同心。 目前的大游隙调心滚子轴承 截至到目前，采用两个调心滚子轴承分别作为定位和浮动轴承做为主轴轴承的轴承支撑，这两个轴承有分别的轴承座。调心滚子

变桨轴承和偏航轴承有什么区别

变桨轴承和偏航轴承有什么区别？ 偏航电机下面有一个小齿轮与一个巨大的齿轮啮合！这个大齿轮叫做偏航轴承。 一些小的偏航轴承是外齿，而大型风机的偏航轴承一般是内齿！相同的是它们都要依靠偏航电机的驱动。 随着机械工业的快速发展，回转支承的应用越来越广泛，偏航轴承是我公司新开发研制的一种新型回转支承产品。它要求成品为零间隙或负间隙，对轴承的回转阻尼力矩有严格的规定，成品精度非常高；根据主机的使用要求，轴承表面必须进行防腐处理。如何解决上述问题是研究的主要课题。　 1.外表面的防腐处理 针对偏航轴承的防腐要求我们采用电弧喷涂长效防腐工艺。它是利用专用电弧喷涂设备将耐蚀金属(纯铝或锌)熔融、雾化、喷涂至工件表面形成金属电弧喷涂层，然后用渗透性强的耐蚀涂料对其封闭处理，形成电弧喷涂长效防腐复合涂层。其技术特点是：①防腐寿命长，可达20年以上；②涂层结合力高；③涂层质量好。该工艺路线：轴承内外圈半成品准备→预清洁→工件预保护→喷砂→电弧喷涂→封闭处理，现分述如下。 1)轴承内外圈半成品准备 为了保证偏航轴承具有较高的外观质量，把防腐喷涂工序安排在所有机械加工之后，喷后的轴承零件在装配完工后直接入库，保证防腐层不会被擦伤。　 2)预清洁 用有机溶剂进行除油处理，轴承半成品在机械加工后表面可能存在油渍，为了保证喷涂质量必须在喷涂前安排清洁工序。　 3)工件预保护 在喷砂和喷涂前通过专用的表面预保护工装来实现对工件圆弧滚道、螺纹孔和不需喷涂的表面进行保护。　 4)喷砂 对轴承内外圈表面进行粗化处理，增加涂层与工件之间的接触面，使工件表面更加活化，提高涂层结合强度。 5)电弧喷涂 电弧喷涂(纯铝或锌)设备主要包括直流电源、喷涂枪、空气压缩机及空气过滤器等，主

SKF摩擦力矩计算公式

S K F摩擦力矩计算公式 Revised by Petrel at 2021

https://www.wendangku.net/doc/af12775040.html,/产品/互动工程型录/滚动轴承/轴承的选择和应用原则/摩擦/ 摩擦 新的SKF摩擦力矩计算模型-油浴润滑中的阻力损失 由于阻力损失是产生摩擦最重要的额外原因，因此额外的影响因素减少到只考虑阻力损失部分M阻力。 在油浴润滑中，轴承是部分地，或在特殊的情况下，完全地被淹没。在这些条件下，油槽的大小、几何形状和油层的选用会对轴承摩擦力矩有显着的影响作用。对于一个非常大的油浴，不考虑油槽大小间的任何相互作用以及靠近轴承运行的其它机械部件带来的任何影响（如:外部润滑油搅动、齿轮或凸轮），作为油槽油层 的一个函数，轴承阻力损失可以从图2中标定的变量V M求得近似值，作为油层H和轴承平均直径d m=0.5(d+D)的一个函数，见 图2所示。在轴承速度不超过参考速度时，则图解2的情况适用。当速度更快、油层高时，其它的因素可能会对结果产生重要影响。 图解2中的变量V M在与球轴承中阻力损失的摩擦力矩相关时，表示为： M阻力=V M K球d m5n2

在与滚子轴承相关时，表示为： M阻力=10V M K钢板卷Bd m4n2。 = 阻力损失的摩擦力矩，Nmm M阻 力 V M= 根据图解2，作为油层的一个函数变量 K球= 与球轴承相关的常数，参看以下 K滚动 = 与滚子轴承相关的常数，参看以下 d m= 轴承的平均直径，mm B = 轴承内圈宽度，mm n = 转速，r/min 与球轴承相关的常数定义为 K球=(i rw K Z(D+d))/(D-d)10-12 与滚子轴承相关的常数定义为 K滚动=(K L K Z(D+d))/(D－d)10-12 K球= 与球轴承相关的常数 K滚动 = 与滚子轴承相关的常数 i rw= 球列的数量 K Z= 与轴承型号相关的几何形状常数 K L= 与滚子轴承型号相关的几何形状常数 d = 轴承孔径，mm D = 轴承外径，mm 阻力损失部分M阻力用摩擦计算程序计算。 注意： 计算喷油润滑的阻力损失时，可以用油浴润滑模型，油层为滚动体直径的一半，并把所得的M阻力数值乘以2。 计算立式转轴配置的阻力损失时，可以用完全浸没轴承的模型求出其近似值，再将求出的M阻力值乘上一个系数，这个系数等于浸没部分的宽度(高度)与总轴承宽度(高度)的比。 新的SKF摩擦力矩计算模型-低速度低粘度的混合润滑 在工作条件数值κ≤2的时候，轴承应用处于混合润滑状态；金属之间偶尔可能接触，使摩擦增大。有关转动速度及粘度函数的一个典型轴承摩擦力矩的概况，请参见

滚动轴承的摩擦系数及润滑

滚动轴承的摩擦系数与润滑 一般条件稳定旋转摩擦系数参考值所示滑动轴承一般0.010.020.10.2各类轴承摩擦系数轴承型式摩擦系数.为便于与滑动轴承比较，滚动轴承的摩擦力矩可按轴承内径由下式计算： M=uPd/2(M：摩擦力矩，mN.m；u：摩擦系数，表1；P：轴承负荷，N；d：轴承公称内径，mm)。摩擦系数u受轴承型式、轴承负荷、转速、润滑方式等的影响较大，一般条件下稳定旋转时的摩擦系数参考值如下所示。 对于滑动轴承，一般u=0.01-0.02，有时也达0.1-0.2。复合轴承摩擦系数：0.03~0.18 轴承型式摩擦系数u 深沟球轴承 0.0010-0.0015 角接触球轴承 0.0012-0.0020 调心球轴承 0.0008-0.0012 圆柱滚子轴承 0.0008-0.0012 满装型滚针轴承 0.0025-0.0035 带保持架滚针轴承 0.0020-0.0030 圆锥滚子轴承 0.0017-0.0025 调心滚子轴承 0.0020-0.0025 推力球轴承 0.0010-0.0015 推力调心滚子轴承 0.0020-0.0025 4、滚动轴承润滑方式的选择 滚动轴承是一种重要的机械元件，一台机械设备的性能能否充分发挥出来要取决于轴承的润滑是否适当，可以说，润滑是保证轴承正常运转的必要条件，它对于提高轴承的承载能力和使用寿命起着重要作用。不论采用何种润滑形式，润滑在滚动轴承中都能起到如下作用： （1）减少金属间的摩擦，减缓其磨损。 （2）油膜的形成增大接触面积，减小接触应力。 （3）确保滚动轴承能在高频接触应力下，长时间地正常运转，延长疲劳寿命，（4）消除摩擦热，降低轴承工作表面温度，防止烧伤。 （5）起防尘、防锈、防蚀作用。 因此，正确地润滑对滚动轴承的正常运转非常重要。滚动轴承的润滑设计的内容主要包括：合理的润滑方法的确定，润滑剂的正确选用，润滑剂用量的定量汁算及换油周期的确定。滚动轴承润滑一般可以根据使用的润滑剂种类分为油润滑、脂润滑和和固体润滑三大类。其中油润滑具有比其他润滑方式更宽的温度使用范围，更适用于高速和高负荷条件下工作的轴承；同时，由于油润滑还具有设备保养和润滑剂更换方便、系统中摩擦副如齿轮等可以同时润滑的优点，所以迄今为止，轴承使用油润滑最为普遍。脂润滑具有密封装置简易、维修费用低以及润滑脂成本较低等优点，在低速、中速、中温运转的轴承中使用很普遍。特别是近年来抗磨添加剂的问世，提高了脂的润滑性能，使脂润滑得到了更广泛的应用。如果使用油润滑和脂润滑达不到轴承所要求的润滑条件，或无法满足特定的工作条件时，则可以使用固体润滑剂，或设法提高轴承自身的润滑性能。

电机力矩计算

电机扭矩计算 电机力矩的定义：垂直方向的力*到旋转中心的距离 ?1、电动机有一个共同的公式： ??P=M*N/9550 P为功率， 2 3 频率。 步进电机是机电一体化产品中关键部件之一，通常被用作定位控制和定速控制。步进电机惯量低、定位精度高、无累积误差、控制简单等特点。广泛应用于机电一体化产品中，如：数控机床、包装机械、计算机外围设备、复印机、传真机等。?

选择步进电机时，首先要保证步进电机的输出功率大于负载所需的功率。而在选用功率步进电机时，首先要计算机械系统的负载转矩，电机的矩频特性能满足机械负载并有一定的余量保证其运行可靠。在实际工作过程中，各种频率下的负载力矩必须在矩频特性曲线的范围内。一般地说最大静力矩Mjmax大的电机，负载力矩大。? 选择步进电机时，应使步距角和机械系统匹配，这样可以得到机床所需的脉冲当量。在机械传动过 （1 i=(φ S?--- Δ---(mm/脉冲） （2）计算工作台，丝杆以及齿轮折算至电机轴上的惯量Jt。 Jt=J1+（1/i2)[(J2+Js）+W/g（S/2π)2]?（1-2）?

S?---丝杆螺距（cm） （3）计算电机输出的总力矩M Ma=（ 式中 n--- T--- Mf--- u--- η---传递效率? Mt=(Pt.s)/(2πηi)×10ˉ2?（1-6）? Mt---切削力折算至电机力矩（N.m)? Pt---最大切削力（N）

（4）负载起动频率估算。数控系统控制电机的启动频率与负载转矩和惯量有很大关系，其估算公式为 fq=fq0[(1-(Mf+Mt))/Ml）÷(1+Jt/Jm)]?1/2?（1-7） 式中fq---带载起动频率（Hz）? fq0--- Ml--- （5 高频率? （6 Mf与Mt 必须首绍折算扭矩（T折）的计算过程。 1、?重物提升 T折=?(m×g×D)?/(2×i)?[N.m] 2、丝杠螺母传动

风力发电机轴承

风力发电机专用轴承风力发电机用轴承大致可以分为三类，即：偏航轴承、变桨轴承、传动系统轴承(主轴和变速箱轴承)。偏航轴承安装在塔架与座舱的连接部，变桨轴承安装在每个叶片的根部与轮毂连接部位。每台风力发电机设备用一套偏航轴承和三套变桨轴承(部分兆瓦级以下的风力发电机为不可调桨叶，可不用变桨轴承)。 代号方法 风力发电机偏航、变桨轴承代号方法采用了JB／T10471—2004中转盘轴承的代号方法，但是在风力发电机偏航、变桨轴承中出现了双排四点接触球式转盘轴承，而此结构轴承的代号在JB ／T10471—2004中没有规定，因此，在本标准中增加了双排四点接触球转盘轴承的代号。 风力发电机专用轴承 由于单排四点接触球转盘轴承的结构型式代号用01表示，而结构型式代号02表示的是双排异径球转盘轴承结构，因此规定03表示双排四点接触球转盘轴承结构。 技术要求

材料 本标准规定偏航、变桨轴承套圈的材料选用42CrMo，热处理采用整体调质处理，调质后硬度为229HB—269HB，滚道部分采用表面淬火，淬火硬度为55HRC-62HRC。由于风力发电机偏航、变桨轴承的受力情况复杂，而且轴承承受的冲击和振动比较大，因此，要求轴承既能承受冲击，又能承受较大载荷。 风力发电机主机寿命要求20年，轴承安装的成本较大，因此要求偏航、变桨轴承寿命也要达到20年。这样轴承套圈基体硬度为229HB-269HB，能够承受冲击而不发生塑性变形，同时滚道部分表面淬火硬度达到55HRC-62HRC，可增加接触疲劳寿命，从而保证轴承长寿命的使用要求。 低温冲击功 本标准对偏航、变桨转盘轴承套圈低温冲击功要求：—20℃Akv不小于27J，冷态下的Akv 值可与用户协商确定。 风力发电机可能工作在极寒冷的地区，环境温度低至—40吧左右，轴承的工作温度在—20~C左右，轴承在低温条件下必须能够承受大的冲击载荷，因此，要求轴承套圈的材料在调质处理后必须做低温冲击功试验，取轴承套圈上的一部分做成样件或者是与套圈同等性能和相同热处理条件下的样件，在—20~C环境下做冲击功试验。

风电轴承的类型和技术要求

5风电轴承的类型和技术要求 5 . 1偏航变桨轴承 5 . 1 . 1轴承类型 单排四点接触球转盘轴承、双排四点接触球转盘轴承。此类轴承具有运转灵活,且能够承受较大的轴向力和倾覆力矩等优点。 5 . 1 . 2技术要求 (1)套圈采用符合G B /T3077 - 1999规定的合金结构钢42Cr Mo经调质或正火处理,亦可采用性能相当或更优的其他材料。钢球采用符合G B /T18254 - 2002规定的GCr15或GCr15Si Mn轴承钢,亦可采用性能相当或更优的其他材料。 (2)热处理:套圈调质后的硬度,齿轮齿面的淬火硬度,滚道表面淬火硬度、有效硬化层深度应符合JB /T10705 - 2007 《滚动轴承风力发电机轴承》标准的要求。钢球热处理质量应符合JB /T1255 - 2001的规定。 (3)套圈低温冲击功, - 20 ℃Akv不小于27 J。 (4)采用小游隙和负游隙,以减小冲击振动,提高承载能力,并在振动的情况下减小轴承的微动磨损。偏航轴承的轴向游隙规定为0～50μm,变桨轴承的轴向游隙不应大于0。 (5)采用符合HG/T2811 - 1996标准规定的丁腈橡胶,也可采用性能相当或更优的其他材料制造的密封圈进行密封。 (6)套圈应按G B /T7736 - 2001标准中的I级要求进行探伤。 (7)除滚道和齿轮部分外,其他表面应按G B /T9793和JB /T8427 - 1996的规定进行热喷涂防腐处理,也可采用满足其性能要求的其他防腐方法。 (8)启动摩擦力矩按用户要求。 (9)轴承零件不应有白点、夹杂,零件表面不应有裂纹、锈蚀、烧伤、磕碰和软点等缺陷。 5 . 2传动系统轴承 5 . 2 . 1轴承类型 (1)主轴轴承:调心滚子轴承,亦有采用大锥角双列圆锥滚子轴承。 (2)发电机轴承:深沟球轴承、圆柱滚子轴承。 (3)增速器轴承:深沟球轴承、圆柱滚子轴承、满滚子圆柱滚子轴承、双列圆锥滚子轴承、调心滚子轴承、推力调心滚子轴承、四点接触球轴承。 5 . 2 . 2技术要求 传动系统轴承从结构形式上看大多为标准轴承,所不同的是,为了保证高可靠性,在材料、热处理方面提出了一些特殊要求。 (1)套圈和滚动体一般采用电渣重熔冶炼的ZGCr15或ZGCr15Si Mn轴承钢制造,其热处理质量应符合ZJB J11 038 - 1993 《军用高碳铬轴承钢滚动轴承零件热处理质量要求》的规定。 (2)对轴承零件进行高温回火处理,以消除多余残余奥式体,稳定零件尺寸精度;确保在温差较大的环境中轴承的高可靠性运转。 5 . 3风电轴承的关键技术 在满足上述技术要求的基础上,风电轴承的制造,要特别注重以下关键技术的研究和应用:轴承可靠性设计、制造和试验技术;轴承工况和受力分析,载荷谱的建立;制造轴承零件的钢材钢种的优选;钢材质量(尤其是外协锻件钢材质量)控制技术和控制措施;转盘轴承套圈和齿轮齿面齿根表面淬火硬度、有效硬化层深度的控制,变形和淬火裂纹的防止;提高材料低温机械性能的方法;小游隙和负游隙转盘轴承摩擦力矩的控制;双列球转盘轴承、双列圆锥滚子轴承以及调心滚子轴承保证双滚道的加工一致性的工艺措施;圆锥滚子轴承、圆柱滚子轴承球基面与挡边接触位置和形状的优化;调心滚子轴承内圈、滚子和外圈工作面硬度和粗糙度

轴承的摩擦系数

轴承的摩擦系数 一般条件稳定旋转摩擦系数参考值所示滑动轴承一般0.010.020.10.2各类轴承摩擦系数轴承型式摩擦系数.为便于与滑动轴承比较，滚动轴承的摩擦力矩可按轴承内径由下式计算： M=uPd/2(M：摩擦力矩，mN.m；u：摩擦系数，表1；P：轴承负荷，N；d：轴承公称内径，mm)。摩擦系数u受轴承型式、轴承负荷、转速、润滑方式等的影响较大，一般条件下稳定旋转时的摩擦系数参考值如下所示。 对于滑动轴承，一般u=0.01-0.02，有时也达0.1-0.2。复合轴承摩擦系数：0.03~0.18 轴承型式摩擦系数u 深沟球轴承0.0010-0.0015 角接触球轴承0.0012-0.0020 调心球轴承0.0008-0.0012 圆柱滚子轴承0.0008-0.0012 满装型滚针轴承0.0025-0.0035 带保持架滚针轴承0.0020-0.0030 圆锥滚子轴承0.0017-0.0025 调心滚子轴承0.0020-0.0025 推力球轴承0.0010-0.0015 推力调心滚子轴承0.0020-0.0025 4、滚动轴承润滑方式的选择 滚动轴承是一种重要的机械元件，一台机械设备的性能能否充分发挥出来要取决

于轴承的润滑是否适当，可以说，润滑是保证轴承正常运转的必要条件，它对于提高轴承的承载能力和使用寿命起着重要作用。不论采用何种润滑形式，润滑在滚动轴承中都能起到如下作用： （1）减少金属间的摩擦，减缓其磨损。 （2）油膜的形成增大接触面积，减小接触应力。 （3）确保滚动轴承能在高频接触应力下，长时间地正常运转，延长疲劳寿命，（4）消除摩擦热，降低轴承工作表面温度，防止烧伤。 （5）起防尘、防锈、防蚀作用。 因此，正确地润滑对滚动轴承的正常运转非常重要。滚动轴承的润滑设计的内容主要包括：合理的润滑方法的确定，润滑剂的正确选用，润滑剂用量的定量汁算及换油周期的确定。滚动轴承润滑一般可以根据使用的润滑剂种类分为油润滑、脂润滑和和固体润滑三大类。其中油润滑具有比其他润滑方式更宽的温度使用范围，更适用于高速和高负荷条件下工作的轴承；同时，由于油润滑还具有设备保养和润滑剂更换方便、系统中摩擦副如齿轮等可以同时润滑的优点，所以迄今为止，轴承使用油润滑最为普遍。脂润滑具有密封装置简易、维修费用低以及润滑脂成本较低等优点，在低速、中速、中温运转的轴承中使用很普遍。特别是近年来抗磨添加剂的问世，提高了脂的润滑性能，使脂润滑得到了更广泛的应用。如果使用油润滑和脂润滑达不到轴承所要求的润滑条件，或无法满足特定的工作条件时，则可以使用固体润滑剂，或设法提高轴承自身的润滑性能。

如何计算轴承的极限转速和摩擦系数

如何计算轴承的极限转速和摩擦系数 一、轴承的极限转速 轴承的转速主要受到轴承内部的摩擦发热引起的温升的限制，当转速超过某一界限后，轴承会因烧伤等而不能继续旋转。轴承的极限转速是指不产生导致烧伤的摩擦发热并可连续旋转的界限值。 因此，轴承的极限转速取决于轴承的类型、尺寸和精度以及润滑方式、润滑剂的质和量、保持架的材料和型式、负荷条件等各种因素。 各类轴承采用脂润滑及油润滑（油浴润滑）时的极限转速分别载于各轴承尺寸表，其数值表示标准设计的轴承在一般负荷条件（C/P>=13,F a/F r<=0.25 左右）下旋转时转速的界限值。 另外，润滑剂根据其种类和牌号的不同，也可能虽优于其他性能但不适用于高速旋转。 1．极限转速的修正 负荷条件 C/P<13（即当量动负荷 P 超过基本额定动负荷 C 的8%左右），或承受的合成负荷中的轴向负荷超过径向负荷的 25%时，要用下式对极限转速进行修正。 n a=f1*f2*n 这里 n a：修正后的极限转速，rpm f1：与负荷条件有关的修正系数 f2：与合成负荷有关的修正系数 n ：一般负荷条件下的极限转速，rpm（参照轴承尺寸表） C ：基本额定动负荷，N{kgf} P ：当量动负荷，N{kgf} F r：径向负荷，N{kgf} F a：轴向负荷，N{kgf} 2.带密封圈球轴承的极限转速 带接触式密封圈（ＲＳ型）球轴承的极限转速受到密封圈接触面线速度的限制，允许线速度取决于密封圈的橡胶材质。高速旋转注意事项轴承在高速旋转、尤其是转速接近或超过尺寸表记载的极限转速时，主要应该注意如下事项： （１）使用精密轴承 （２）分析轴承内部游隙（考虑温升产生的轴承内部游隙减少量） （３）分析保持架的材料的型式（对于高速旋转，适合采用铜合金或酚醛树脂切制保持架。另外也有适用于高速旋转的合成树脂成型保持架） （４）分析润滑方式（采用适用于高速旋转的循环润滑、喷射润滑、油雾润滑和油气润滑等润滑方式） 二、轴承的摩擦系数（参考） 为便于与滑动轴承比较，滚动轴承的摩擦力矩可按轴承内径由下式计算： M=uPd/2 这里 M：摩擦力矩，mN.m{kgf.mm} u：摩擦系数，表 1 P：轴承负荷，N{kgf} d：轴承公称内径，mm 摩擦系数 u 受轴承型式、轴承负荷、转速、润滑方式等的影响较大，一般条件下稳定旋转式的摩擦系数参考值如表1所示。

风电偏航_变桨轴承寿命试验装置研制

Value Engineering 1风电产业发展概况 随着人类社会与经济的不断发展，环境问题越来越被关注。2009年哥本哈根全球气候大会上，中国政府向全世界郑重承诺：到2020年，单位GDP碳排放量在2005年基础上降低45%左右。 为了达到降低排放的目标，我国正依靠政府和社会全部力量，大力发展包括风力发电在内的清洁可再生能源。根据权威部门统计，2009年我国（不含台湾省）新增风电装机10129台，容量1380万千瓦，年同比增长124%，为世界第一；累计风电装机21581台，容量2581万千瓦，年同比增长114%，为世界第二。根据国家发改委《新能源产业发展规划》草案，到2020年，我国风电装机容量将达到1.5亿千瓦。 在整个风电产业链中，风电场的开发利用主要由国电、华能等五大电力巨头掌控，而风机的制造以华锐、金风、东汽和上海电气等为主，整机技术大多从欧洲引进，国内厂家并不掌握核心技术。在风机关键零部件供应体系中，以发电机、逆变控制器、叶片、增速箱和轴承等最为关键。前几年，这些关键零部件技术和供应均被国外公司所掌控。其高昂的价格和相当长的交货期曾严重影响了我国风电产业的发展。近年来，在我国各级政府和众多企业的共同努力下，有了较为明显的改观。 2特大型轴承性能和寿命试验方法回顾 特大型轴承的试验方法和装置，历来是轴承行业面临的重大课题。一方面特大型轴承应用的场合工况条件比较复杂，很难模拟真实工况。另一方面，特大型轴承试验装置自然比较庞大，加载机构复杂，制造费用巨大。而特大型轴承批量毕竟没有小型轴承那么大。试验台架的通用性有很难满足，稍微变化型号，可能又要重新制作。因此，从经济的角度来说，又不是很理想。因此，从国内外应用案例来看，确实不多，又没有现成的试验方法可以参考。 随着国内风电产业的快速发展，业主提出了对偏航、变桨轴承的台架试验要求。国内主要轴承厂家如瓦轴、洛轴和成都天马等凭着各自的实践经验，自我设计了一套试验装置。但是，由于没能很好的模拟风场较为复杂的工况条件，至今都没能满足客户的要求。由此，在轴承装机并网运行以后，发生故障的概率就很高。一旦风机树起来再吊装下来，其成本就非常高昂，对业主、整机厂和零部件供应商都是极大的经济损失。 3试验基本要素和方法 我们通过分析轴承疲劳载荷谱，以及连续运转下的额定动负荷、当量动负荷与额定寿命，最大接触应力与剪切应力等相关技术要求，拟采用加速寿命试验的方法实现轴承风电偏航、变桨轴承的试验要求。 以1.25MW偏航轴承为例： 3.1加速疲劳寿命试验（交变加载） ①轴承轴向受力 ②轴承受到的倾覆力矩 ③试验时间 ④轴承回转速度4r/min 基本要求： 轴承在受力的同时，处于旋转状态； 轴承的设计使用年限为20年，要求加速寿命试验，使得其达到轴承使用寿命的试验时间。 总加速疲劳寿命试验时间：44.5h（外圈回转10677r） 3.2冲击试验（恒值加载） ①轴承轴向受力1500kN ②轴承所受倾覆力矩1500kNm ③试验时间10min ④轴承回转速度10min/r ⑤最大冲击当量载荷2479kN 4试验台架设计 4.1设计方案确定 根据以上数据，我们综合分析了相互关联因素，针对每个因素的作用和相互影响，逐一妥善解决问题并使结构更加完善得以满足试验要求。 ①加载力机构确定 由于试验台的加载力较大，且加载力并非恒值(即交变加载)，加载时有大小变化趋势；同时，又要考虑到寿命试验台本身存在使用寿命问题，冲击力不能太大，否则会影响试验轴承的准确数据，也会影响母机各零部件的使用寿命。最后，我们选择用液压油缸来实现载荷的加载作用，基本理由是：液压缸具有工作平稳、作用力大等特性。 ②载荷变化的实现 由于加载要求有不断的变化，且有时间上的要求，故首先选用电液比例减压阀控制油压，通过油压来实现加载作用。再者，为了实现加载作用的精准性，我们在加载作用力上加载了拉压力传感器，使得每个加载作用点上都有力的及时反馈和控制。 ③试验轴承的回转速度 由于偏航和变桨轴承的大小不同，且试验时所需转速也不同，故需要匹配各种转速的要求。因此，我们采用无级调速的变速装置来实现变速的目的，从而达到准确的转速控制要求。 ④系统控制 整个试验台的交变载荷加载、轴承回转速度的控制、交变加载周期和时间长短、加载力的大小等都由PLC控制。另外，通过加载程序后，可实时监测试验台的加载轴向力和扭曲力的大小、运转时间，并且能把每个试验的真实数据全部保存下来，随时可打印出每 风电偏航、变桨轴承寿命试验装置研制 Research and Development on Test Unit of Wind Power Yawing and Variable Pitch Bearing Life 陆雪忠Lu Xuezhong；高解农Gao Jienong （上海联合滚动轴承有限公司，上海200240） （Shanghai Coalition Antifriction Bearing Co.，Ltd.，Shanghai200240，China） 摘要：本文针对风电偏航轴承、变桨轴承的性能特点，按照风机受力载荷谱，模拟风机轴向和径向受力特点进行加载，从而实现对特大型偏航、变桨轴承的寿命和冲击性能进行试验，并由此验证轴承设计和制造是否符合风电场实际应用要求。结果证明，本文采用的试验方法和装置能够有效地模拟轴承实际受力工况，具有较强的创新和实用性，填补国内空白，并在国际上处于相对领先地位。 Abstract:Based on the performance characteristics of bearing wind yaw and pitch bearing，in accordance with the blower forces the load spectrum，the paper describes the simulation fan axial and radial force characteristics of the load，enabling the tests on large yaw，pitch bearings life and impact performance，and thus verify whether the design and manufacture of bearing in accord with wind practical applications.The results show that this test method and device could effectively simulate the actual bearing stress conditions，with a strong creative and practical feature，filling the gaps domestically，and at a relatively leading position internationally. 关键词：偏航；变桨；轴承；寿命试验 Key words:yaw；pitch；bearing；life test 中图分类号：TM61文献标识码：A文章编号：1006-4311（2010）30-0205-02 ·205·