路轨两用车中转盘轴承的设计不仅要满足轴承本身的强度要求，还要考虑工作环境等对尺寸、结构的限制。本文较为详细地通过轴承的静载荷计算设计出了满足要求的转盘轴承，利用制图软件SolidWorks建立了转盘轴承的三维模型，并通过有限元分析软件SolidWorks Simulation对转盘轴承进行了应力应变分析，分析结果验证了该转盘轴承的结构设计满足设计要求。

针对推力角接触球转盘轴承装球塞引起的轴承异响、噪声大等问题,对现有装球塞进行结构改进。现有螺纹装球塞内端面与轴承滚道存在落差,钢球滚动时出现碰撞,轴承长期使用后,装球塞易错位。改进后的装球塞为锥销插锁式结构,通过定位锥销使装球塞与轴承内座圈成为一体并进行加工,保证滚道的连贯性和一致性。定位锥销同时限制了装球塞的圆周运动和轴向运动2个自由度,为优化定位锥销自身移动,设计了垫片和螺钉结构;增加了O形密封圈,保证装球塞处的轴承密封效果。新型装球塞结构有效地改善了转盘轴承的稳定性。

针对传统转盘轴承有限元分析技术存在的困难和问题,提出了采用滚动体实体模型及子结构分析技术建立仿真模型的解决方案,给出了子结构分析技术的理论依据及详细的建模步骤。并以某大尺寸三排滚子转盘轴承为例,采用子结构分析技术对轴承应力和位移进行分析,分析结果接近实际情况。

采用非线性弹簧模拟钢球与沟道之间的接触,通过有限元仿真计算单排四点接触球转盘轴承的载荷分布,并利用自主开发的转盘轴承试验台进行载荷分布试验。结果表明仿真结果与实际载荷分布变化趋势一致,用非线性弹簧代替钢球沟道接触的有限元仿真模型能够正确反映转盘轴承的接触载荷分布情况。

基于ABAQUS建立转盘轴承对数修形滚子与滚道接触的局部有限元模型,分析对数修形滚子在滚动和滑动工况下转盘轴承的应力分布。结果表明随滚动和滑动的速度增加,应力分布趋势相同,但应力值变化不大,可以忽略速度对应力分布的影响。载荷较小时,滚道上应力分布均匀。载荷较大时,滚子端部与滚道接触位置应力明显增加。随载荷增加,模型整体应力值变大。摩擦因数增加,滚道上应力分布均匀,等效应力和接触应力变化不大,交变应力变大,且最大交变应力向滚道表面移动。

利用ABAQUS有限元软件建立单排四点接触转盘轴承球与沟道接触的局部模型,通过对比Hertz理论计算的最大接触应力验证模型的正确性,以接触次表层的正交剪应力和等效应力作为疲劳损伤的评价依据,分析不同摩擦因数对滚动接触次表层正交剪应力幅值、到沟道表面的深度以及等效应力变化的影响。结果表明随着摩擦因数的增大,最大正交剪应力交变幅值有所增加,疲劳损伤萌生位置的深度减小,转盘轴承的寿命减小。

设计一种带有健康状态感知的智能型盾构主轴承,利用Zig Bee技术构建了轴承状态感知的无线传感网络,通过USB接口进行传感网络与工控机之间的通讯。将温度传感器、振动传感器和位移传感器植入盾构主轴承中,分别用于检测轴承的温度、振动加速度和磨损量。以CC2530为主芯片构建无线通讯下位机模块,利用IAR Embebbed Workbench集成开发环境开发出检测系统的软件模块,实现了无线传感器网络的发射器和协调器之间的通讯和传感器的信号传输。利用Visual C＋＋2010集成开发环境开发出上位机的人机交互界面。实现了对盾构主轴承状态信号的显示、存储、分析、处理和监测。

风电转盘轴承的质量要求近乎苛刻，而且装机运行后一旦发生故障将导致巨大的经济和社会效益损失，转盘轴承在装机运行前应进行严格的实验，确保转盘轴承装机后能够可靠地运行。目前国内外都很少有能够符合要求的风电转盘轴承实验台，该文从加载、驱动、数采与控制等方面介绍了风电转盘轴承实验台的开发，目前实验台已在相关企业投入实验，效果良好。