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现代制造工程 2023年第6期 71-77页

作者：张景豪余永健薛玉君李济顺河南科技大学机电工程学院洛阳471003 河南省机械设计及传动系统重点实验室洛阳471003 龙门实验室洛阳471000

基于Adams软件建立了考虑润滑作用的高速圆柱滚子轴承动力学模型,采用正交试验法对轴承结构参数进行了多目标优化设计,研究了不同工况及轴承结构参数对轴承保持架动态特性的影响。结果显示:内圈转速对保持架打滑率的影响最大,引导间隙... 详细信息

基于Adams软件建立了考虑润滑作用的高速圆柱滚子轴承动力学模型,采用正交试验法对轴承结构参数进行了多目标优化设计,研究了不同工况及轴承结构参数对轴承保持架动态特性的影响。结果显示:内圈转速对保持架打滑率的影响最大,引导间隙对保持架打滑率的影响最小;引导间隙对保持架运转稳定性的影响最大,滚子个数对保持架运转稳定性的影响最小。经过优化设计获得了保持架打滑率及运转稳定性的轴承结构参数最佳组合。保持架打滑率随内圈转速及引导间隙的增加而增加,随径向载荷、滚子个数及径向游隙的增加而减小。保持架运转稳定性随内圈转速及引导间隙的增加而增强;随径向游隙的增加而降低;存在合理的径向载荷及滚子个数使保持架运转稳定性最好。

关键词：高速圆柱滚子轴承动力学动态特性打滑保持架稳定性

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不同电极运动形式下电火花堆焊的放电机理分析

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表面技术 2021年第6期50卷 281-287,316页

作者：陈俊潮韩红彪王中豪王顺河南科技大学机电工程学院河南洛阳471003 河南科技大学河南省机械设计及传动系统重点实验室河南洛阳471003

目的分析不同电极运动形式下,电极与基体之间接触状态的变化,研究其对电火花堆焊放电机理的影响。方法通过旋转电极连续放电试验、超声振动电极连续放电试验、旋转电极与超声振动电极的沉积效率试验,对旋转电极和超声振动电极的连续放... 详细信息

目的分析不同电极运动形式下,电极与基体之间接触状态的变化,研究其对电火花堆焊放电机理的影响。方法通过旋转电极连续放电试验、超声振动电极连续放电试验、旋转电极与超声振动电极的沉积效率试验,对旋转电极和超声振动电极的连续放电电压和电流波形、电极与基体的接触状态和相对运动进行了分析。结果旋转电极的放电类型有短路放电、间隙放电和1种混合放电,超声振动电极的放电类型有短路放电、间隙放电和6种混合放电。在放电参数相同的条件下,旋转电极的短路放电平均电流为11.29 kA,间隙放电平均电流为6.9kA,转移系数为79%;超声振动电极的短路放电平均电流为6.0kA,间隙放电平均电流为3.66k A,转移系数为92%。结论电极的运动形式直接影响电极与基体接触点之间接触状态(即接触间隙、接触面积和接触电阻等)的变化,从而影响其放电类型、放电电流和沉积效率等。旋转电极和基体之间为切向旋转运动,接触点处的电阻小且间隙变化小,放电电流较大而放电类型较少。超声振动电极与基体之间为上下超声振动,接触点处的电阻大,间隙变化范围大且变化速度快,放电电流较小而放电类型较多。

关键词：电火花堆焊旋转电极超声振动电极短路放电间隙放电电流波形

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氮氩流量比对磁控溅射CrAgCeN涂层摩擦学性能的影响

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表面技术 2022年第8期51卷 262-271页

作者：畅为航蔡海潮薛玉君雷贤卿李航河南科技大学机电工程学院河南洛阳471003 河南科技大学河南省机械设计及传动系统重点实验室河南洛阳471003 南阳理工学院河南南阳473004 洛阳LYC轴承有限公司航空精密轴承国家重点实验室河南洛阳471023

目的研究不同氮氩流量比对磁控溅射制备CrAgCeN涂层微观组织结构和摩擦学性能的影响。方法采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪对涂层表面形貌、成分和微观组织进行分析。采用纳米压痕仪、球盘式摩擦磨损试验机和白光干涉三维形貌仪,测试... 详细信息

目的研究不同氮氩流量比对磁控溅射制备CrAgCeN涂层微观组织结构和摩擦学性能的影响。方法采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪对涂层表面形貌、成分和微观组织进行分析。采用纳米压痕仪、球盘式摩擦磨损试验机和白光干涉三维形貌仪,测试涂层的力学性能和摩擦学性能。结果在给定的氮氩流量比下,CrAgCeN涂层主要有CrN、Cr_(2)N、Ag、AgN_(3)和Ce相构成,引入Ce、Ag可改变组织结构,随着氮氩流量比的增加,CrAgCeN涂层表面形貌由三角锥状转变为球状,在氮氩流量比为1.5时,涂层组织更加致密。涂层硬度和弹性模量随着氮氩流量比的增加呈现先升高后降低的趋势,在氮氩流量比为1.5时,硬度(H)和弹性模量(E)最大,分别为14.1 GPa和213.8 GPa;H/E值最高,为0.066,反映涂层具有较好的抗塑性变形能力。随着氮氩流量比的增加,摩擦因数和磨损率先减小后增大,在氮氩流量比为1.5时,涂层的摩擦因数和磨损率最小,分别为0.381和1.1×10^(-6) mm^(3)/(N·m),相比于氮氩流量比为0.6、1、3时,对磨球磨损表面能谱表明Ce、Ag含量最高,减摩耐磨效应最优,对磨球磨损表面最平整。结论通过调整氮氩流量比可以获得摩擦磨损性能良好的CrAgCeN涂层。

关键词：氮氩流量比磁控溅射 CrAgCeN涂层摩擦磨损

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大功率风电机组增速箱轴承强化试验研究

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机械传动 2024年第11期48卷 148-154,161页

作者：戴浩楠李伦薛玉君李玉川陈龙河南科技大学机电工程学院河南洛阳471003 河南省机械设计及传动系统重点实验室河南洛阳471003 龙门实验室河南洛阳471000 洛阳LYC轴承有限公司航空精密轴承国家重点实验室河南洛阳471039

轴承是风电机组增速箱的重要部件,其疲劳寿命和可靠性直接影响风电机组的服役寿命。风电增速箱轴承结构尺寸大,工况载荷和服役环境复杂,若按其实际服役工况进行不小于20年全寿命周期的寿命试验和可靠性试验,既不可能也不现实。以某型4.... 详细信息

轴承是风电机组增速箱的重要部件,其疲劳寿命和可靠性直接影响风电机组的服役寿命。风电增速箱轴承结构尺寸大,工况载荷和服役环境复杂,若按其实际服役工况进行不小于20年全寿命周期的寿命试验和可靠性试验,既不可能也不现实。以某型4.5MW大功率风电机组增速箱内的单列圆锥滚子轴承为对象,基于滚动体与滚道接触亚表面的变形状态以及载荷和转速对油膜厚度的综合影响,研究确定了其强化试验的载荷和转速范围;并依据等效损伤确定了其强化试验时间。通过对该轴承450h的强化试验,验证了试验方法的有效性。

关键词：风电增速箱圆锥滚子轴承接触状态等效损伤强化试验

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风电增速箱圆锥滚子轴承弹流脂润滑状态研究

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现代制造工程 2025年第4期 109-115,150页

作者：陈龙李伦薛玉君李玉川黄伟河南科技大学机电工程学院洛阳471003 河南省机械设计及传动系统重点实验室洛阳471003 洛阳轴承集团股份有限公司洛阳471039 航空精密轴承国家重点实验室洛阳471039

针对风电增速箱圆锥滚子轴承(FD-306/1025/YB)的弹流脂润滑(EHL)状态展开研究。利用旋转流变仪对Mobil SHC 460 WT润滑脂在不同温度下的剪切应力和黏度随剪切速率的变化进行测试,并结合非牛顿流体Herschel-Bulkley模型,拟合出对应的流... 详细信息

针对风电增速箱圆锥滚子轴承(FD-306/1025/YB)的弹流脂润滑(EHL)状态展开研究。利用旋转流变仪对Mobil SHC 460 WT润滑脂在不同温度下的剪切应力和黏度随剪切速率的变化进行测试,并结合非牛顿流体Herschel-Bulkley模型,拟合出对应的流变参数;基于有限差分法建立大功率风电增速箱圆锥滚子轴承线接触弹流脂润滑模型,对其在不同转速、载荷及温度工况下的油膜厚度及润滑状态进行分析。结果表明,随着剪切速率的增加和温度的上升,润滑脂的黏度降低,具有明显的剪切稀化和黏温特性;轴承转速的提高、载荷的减小和温度的降低,都会使滚子-滚道间整体膜厚增加,膜厚比增大,润滑状态得到改善,高转速工况下轴承膜厚比受温度影响的程度更大,润滑状态变化得更显著。

关键词：风电增速箱圆锥滚子轴承弹流脂润滑油膜厚度载荷转速温度

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层级式机械装备健康指数模型及管理系统构建

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金属矿山 2024年第9期 198-206页

作者：王铭源王正国李济顺薛玉君河南科技大学机电工程学院河南洛阳471003 河南省机械设计及传动系统重点实验室河南洛阳471003 洛阳中重自动化工程有限责任公司河南洛阳471003 智能矿山重型装备全国重点实验室河南洛阳471039

大型机械高端装备智能化是国民经济快速发展和国家安全稳定的重要保障。为解决零件、部件和装备健康指数量化问题,结合零件特征参数和集群装备大数据,使用长短时记忆网络(Long Short-Term Memory,LSTM)和互相关系数均值方法构建了零件... 详细信息

大型机械高端装备智能化是国民经济快速发展和国家安全稳定的重要保障。为解决零件、部件和装备健康指数量化问题,结合零件特征参数和集群装备大数据,使用长短时记忆网络(Long Short-Term Memory,LSTM)和互相关系数均值方法构建了零件健康指数量化模型,采用模糊C均值聚类和欧几里得范数(L2范数)融合优化了健康指数。以零部件自身权重为依据,提出了健康指数传递模型,解决了部件和装备健康指数量化问题。针对数据库和健康管理系统实现问题,以矿井提升机为例,构建了基于工业互联网的层级式闭环系统,能够实现数据采集、边缘协同、状态监测、故障诊断、量化评估和维修决策等方面的一体化集成。通过在洛阳中信重工示范应用,为大型机械高端装备健康、稳定、智能运行奠定了基础。

关键词：健康指数模型矿井提升机数据库健康管理系统

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磁控溅射制备高熵碳化物(AlTiVCrNb)C涂层摩擦学性能

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润滑与密封 2024年第3期49卷 82-89页

作者：张英豪侯雪滨蔡海潮薛玉君裴露露田昌龄河南科技大学机电工程学院河南洛阳471003 河南省机械设计及传动系统重点实验室河南洛阳471003 高端轴承河南省协同创新中心河南洛阳471003 漯河技师学院机械工程系河南漯河462000

为改善高熵合金涂层的摩擦学性能,通过石墨与AlTiVCrNb高熵合金靶共溅射制备(AlTiVCrNb)C涂层,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)分析涂层的成分、表截面形貌和物相,采用纳米压痕仪、球盘式摩擦磨损试验机测试涂层的硬度、弹... 详细信息

为改善高熵合金涂层的摩擦学性能,通过石墨与AlTiVCrNb高熵合金靶共溅射制备(AlTiVCrNb)C涂层,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)分析涂层的成分、表截面形貌和物相,采用纳米压痕仪、球盘式摩擦磨损试验机测试涂层的硬度、弹性模量和摩擦学性能,采用白光干涉三维形貌仪表征涂层的磨损情况。试验结果表明:随着涂层中碳含量增加,高熵组分从BCC/FCC双相向单一FCC结构转变,且涂层的微观组织结构也随之变化;由于碳化物的形成和固溶强化,涂层呈现良好的摩擦学性能;在涂层碳原子分数为20.83%时,涂层的摩擦性能和力学性能达到最优,此时摩擦因数最低,为0.35,涂层硬度与弹性模量最高,分别为17.84、182.72 GPa。研究表明,在磁控溅射工艺中石墨与AlTiVCrNb高熵合金共溅射,可以获得摩擦学性能良好的高熵碳化物(AlTiVCrNb)C涂层。

关键词：磁控溅射高熵合金涂层摩擦学性能高熵碳化物涂层

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机器人RV减速器主轴承试验载荷谱编制

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组合机床与自动化加工技术 2023年第2期 121-124页

作者：殷新科杨芳李济顺赵伟桦河南科技大学机电工程学院河南省机械设计及传动系统重点实验室洛阳471003 洛阳轴承研究所有限公司洛阳471003

机器人RV减速器主轴承实际重载工况下测取的载荷数据规律性差,无法直接用于寿命试验。针对RV减速器主轴承原始径向载荷数据的特点,利用孤立森林原理进行预处理,并根据雨流计数得到均值与幅值累计频次直方图,分别采用正态分布和韦伯概率... 详细信息

机器人RV减速器主轴承实际重载工况下测取的载荷数据规律性差,无法直接用于寿命试验。针对RV减速器主轴承原始径向载荷数据的特点,利用孤立森林原理进行预处理,并根据雨流计数得到均值与幅值累计频次直方图,分别采用正态分布和韦伯概率纸拟合频次直方图中均值和幅值的频次,通过卡方检验对原始载荷数据中均值和幅值独立性进行检验。结果表明,RV减速器主轴承重载工况下径向载荷均值和幅值在0.05检验水平下相互独立,建立的RV减速器主轴承重载工况下径向载荷数据6×6级二维载荷谱和试验载荷谱,能够有效反应原始载荷特征,为RV减速器主轴承疲劳寿命试验提供了基础。

关键词： RV减速器主轴承重载工况雨流计数法载荷谱

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多致动器轴承预紧力加载控制仿真

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制造业自动化 2022年第9期44卷 23-28页

作者：陈云鹏杨芳马喜强李济顺李明岩河南科技大学机电工程学院洛阳471003 河南科技大学河南省机械设计及传动系统重点实验室洛阳471003

为实现对低载荷轴承预紧力精确加载,将多致动器同步加载系统作为对象,对多致动器建模。系统主体结构采用偏差耦合控制;对各致动器之间的同步误差进行建模,根据其模型设计扩张状态观测器,与PI控制器相结合,对各通道之间的同步误差进行处... 详细信息

为实现对低载荷轴承预紧力精确加载,将多致动器同步加载系统作为对象,对多致动器建模。系统主体结构采用偏差耦合控制;对各致动器之间的同步误差进行建模,根据其模型设计扩张状态观测器,与PI控制器相结合,对各通道之间的同步误差进行处理,补偿与各通道中;采用模糊PID作为各通道的控制器,对各通道的输出力值进行控制。仿真结果可知,该控制方法相较于传统PID与模糊PID超调量较小,且可以较快的实现同步跟踪,同步性能明显优于其他两种方法。该控制方法可以很大的提升预紧力的可调性能与加载精度。

关键词：控制工程多致动器系统偏差耦合扩张状态观测器模糊PID

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考虑圆度误差的角接触球轴承温升特性研究

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机电工程 2024年第8期41卷 1330-1341页

作者：马瑞翔余永健薛玉君刘永刚河南科技大学机电工程学院河南洛阳471003 龙门实验室河南洛阳471000 高端轴承河南省协同创新中心河南洛阳471003 河南科技大学河南省机械设计及传动系统重点实验室河南洛阳471003 洛阳LYC轴承有限公司航空精密轴承国家重点实验室河南洛阳471039

以往有关于轴承温升特性的研究多注重轴承温升以及圆度误差对轴承振动的影响,其中圆度误差对轴承温升影响的文献较少,且研究对象多针对的是低速、轻载轴承的温升。为此,建立了考虑圆度误差、轴承预紧力、离心效应、热力耦合等影响的角... 详细信息

以往有关于轴承温升特性的研究多注重轴承温升以及圆度误差对轴承振动的影响,其中圆度误差对轴承温升影响的文献较少,且研究对象多针对的是低速、轻载轴承的温升。为此,建立了考虑圆度误差、轴承预紧力、离心效应、热力耦合等影响的角接触球轴承热-力耦合模型,研究了轴承沟道圆度误差对轴承温升的影响规律。首先,以轴承拟动力学、弹流润滑理论、传热学理论和基尔霍夫能量守恒定律为基础,建立了考虑圆度误差、轴承预紧力、离心效应、热力耦合等影响的角接触球轴承热-力耦合模型;然后,利用模型分析了不同工况条件、圆度误差对轴承温升特性影响;最后,将模型计算结果与试验结果进行了比较,验证了角接触球轴承热-力耦合模型的合理性。研究结果表明:模型计算结果和实验结果相比,最大相对误差为5.37%;随着圆度误差阶次的增加,轴承温度呈现波动性变化,且随着转速的增加,波动趋势愈加显著;随着润滑油温度的升高,温度波动逐渐减小;当圆度误差的阶次等于球数n/2±2(n=1,2,3…)时,轴承外圈温度比不考虑圆度误差时要低,因此将圆度误差控制在特定阶次内能有效降低轴承温升,从而提高工作效率;轴承外圈温度的波动性与外圈圆度误差的幅值成正比,为轴承设计提供了重要参考;外圈温度与沟道圆度误差阶次之间呈周期性变化,并与钢球的个数形成映射关系,当圆度误差阶次等于球数的(2 n-1)/4倍(n=1,2,3…)时,轴承外圈温度达到最高;当圆度误差阶次等于球数的n/2倍(n=1,2,3…)时,轴承外圈温度最低,这一规律可为轴承的优化提供具体参考方向。

关键词：角接触球轴承热-力耦合模型轴承拟动力学模型轴承沟道圆度误差热网络法摩擦力矩温度波动

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