涡轮泵支承轴承由于在超低温环境下工作,其保持架兜孔通常为椭圆形。基于滚动轴承动力学理论,通过建立保持架兜孔形状为椭圆的角接触球轴承动力学方程组,研究了不同工况参数及不同结构参数对保持架打滑率和摩擦功耗的影响。结果表明,保持架打滑率随轴承转速、径向游隙以及兜孔轴向间隙增加而增加;随轴承载荷、引导间隙及保持架兜孔周向间隙增加而减小。摩擦功耗随轴承转速、轴向载荷、引导间隙、兜孔周向间隙以及轴向间隙增加而增加;随径向载荷和径向游隙增加而减小。

利用ANSYS软件，对角接触球轴承端面凸出量测量仪的箱盖和挡盘3种设计方案进行了有限元分析。得出箱盖和挡盘的位移等值线图，并根据角接触球轴承端面测量仪箱盖和挡盘的位移量及其分布形态对测量误差的影响，确定出较合理的改进设计方案。

以谐波和噪声实验为基础,建立滚动轴承表面谐波分布模型,研究谐波分布参数对轴承噪声声压级的影响规律,得出控制噪声的最优谐波控制线方程.对6203轴承的噪声实验研究表明,所给出的最优轴承噪声声压级函数的预测误差很小,大约为4dB.鉴于谐波分布参数可以在机械制造过程中控制,因此在轴承零件制造过程中控制装配后的成品轴承的噪声将变为现实.

设计制造了润滑油牵引力测量系统,包括传感器、传感器电路和由无摩擦铰链连接的刚性托架。采用该牵引力测量系统,在球盘试验机上对HKD-1型航空润滑油进行了不同工况下牵引系数的测量。结果表明:牵引系数的试验曲线光滑,数据准确,从而证明了自行研制的牵引力测量系统设计合理、精度较高。

针对高速脂润滑滚动轴承密封过早失效的问题,建立油封的热-应力耦合有限元模型,研究油封主要参数和轴承工况参数对油封唇口的最高温度和最大接触应力的影响规律,对油封结构参数进行优化,利用强化温升漏脂试验台进行试验验证。结果表明:高速脂润滑滚动轴承油封密封性能的研究应该考虑温度的影响;唇口的最高温度随轴向过盈量、橡胶材料硬度、密封面摩擦因数、轴承转速和轴承腔内温度的增大而增大;最大接触应力随轴向过盈量和橡胶材料硬度的增大而增大,随密封面摩擦因数、轴承转速和轴承腔内温度的增大变化不大;密封结构优化后,平均漏脂率下降了56.7%,平均温升下降了54.3%。

基于ANSYS建立了大型四列圆柱滚子轴承有限元模型,选用多线性强化材料塑性应变模型,分析了某型号轧机用大型四列圆柱滚子轴承在极限载荷下的滚子素线修形方式、滚子空心度以及滚子和内滚道的硬化层深度对轴承最大接触应力及塑性应变的影响。结果表明滚子对数修行时轴承接触应力较小;随内滚道和滚子硬化层深度增加,滚子与内滚道最大接触应力先增加而后趋于稳定;在空心度小于50%时,滚子内壁最大等效应力随空心度增大而增大,滚子外壁最大等效应力随空心度增大而减小,滚子最大接触应力随空心度增大而减小。在空心度大于50%时,滚子内(外)壁最大等效应力及滚子最大接触应力均随空心度增大而增大。

针对圆柱滚子轴承早期故障难以检测的问题,提出了一种基于HVD（hilbert vibration decomposition）分解降噪、多频段局部最优频带叠加的滚动轴承故障诊断方法。该方法首先对振动信号HVD分解提取含丰富故障信息的分量,然后对不同频域范围频谱的分析提取多个局部最优频段,并计算局部最优频段经过包络解调后的频谱,最后将子带频谱叠加凸出其中微弱故障信息。将该方法应用于圆柱滚子轴承故障检测中,并与快速峭度图分析结果进行了对比,验证了该方法的有效性。

基于滚动轴承动力学理论，建立考虑较大负加速条件下的圆柱滚子轴承动力学微分方程组，采用预估-校正的Hilbert-Hughes-Taylor（HHT）变步长积分算法求解其动力学微分方程组。在此基础上，提取减速阶段滚子与保持架的碰撞力和角速度作为滚子与保持架有限元接触模型的边界条件，研究保持架材料、轴承结构参数和工况参数对保持架应力的影响。研究结果表明：轴承在稳定工作阶段时保持架应力主要由离心力产生，但在停止阶段保持架应力主要由滚子与保持架间碰撞力产生，且是稳定工作阶段应力的数倍；在相同工况条件下，相对于青铜保持架，钢制保持架的安全系数更高；随着润滑油供油温度的升高，保持架应力呈现先减小后增大的趋势，存在一个最佳的润滑供油温度使保持架应力最小；应合理地选择径向游隙、载荷和润滑油供油温度以降低轴承...

以深沟球轴承为研究对象,以轴承额定动载荷为优化设计目标,采用数组遍历法与网格节点法相结合的方法对球组节圆直径、钢球直径、钢球数量等参数进行优化设计;再结合计算机高级编程语言C#及Excel开发了深沟球轴承优化设计软件,并对内外圈、保持架等详细参数以及相关偏差进行选型计算。最后将该软件优化设计的额定动、静载荷和RomaxCLOUD优化设计结果对比,误差在允许的范围之内。

对轴承振动信号的分析与检测可以判断滚动轴承是否存在缺陷。然而目前国内大多数的轴承生产厂家对滚动轴承的故障诊断检测是通过速度型测振仪测量,然后根据经验（人的听力和观察仪表示值）去判断的,这无疑在效率上和准确性方面存在一定的缺陷。针对国内对轴承振动检测方法研究方面的不足,设计了一套全自动的轴承振动检测系统。从硬件设计、软件设计、控制系统3个方面进行介绍,并通过实验验证其效果良好,满足工业现场的要求。