专题综述

• 陶瓷轴承的性能短板与应用限制

  杨晓蔚;

  陶瓷轴承具有非常优异的材料性能与使用特性，在高性能领域的应用越来越广泛。但陶瓷材料也存在一些显著的性能短板，如低韧性、高脆性、裂纹敏感性强，因而在重载荷、复杂载荷条件下，陶瓷轴承可能面临较大的断裂或碎裂破坏风险，难以满足高可靠性尤其是高安全性的要求。另外，陶瓷轴承在基础研究、制造检测、运用维护及经济性等其他方面仍存在一些难题，也对其形成了应用限制。只有客观全面地给出正、反两方面的完整信息，扬长避短，才更有利于陶瓷轴承的技术研发、用户选用与市场拓展。

  2026年03期 No.556 1-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 950K]
  

设计与分析

• 多级变载荷下的滚动轴承疲劳寿命计算方法对比及试验验证

  王先明;陆水根;孟庆龄;庞博远;张天霄;

  航空发动机主轴承在飞机的机动飞行、起动以及加减速等多种变载荷工况下运转，这些变载荷工况对轴承产生的损伤是导致轴承寿命和可靠性降低的主要原因。模拟航空发动机主轴承的运行状况，对深沟球轴承6206采用8级试验载荷谱设计，考虑多级变载荷的作用，采用基于等效载荷的ISO 281和L-P寿命模型和基于疲劳累积损伤理论的线性Miner和非线性Corten-Dolan寿命模型来估计轴承疲劳寿命。将4种寿命模型估算的轴承疲劳寿命与真实试验寿命进行对比，结果表明：对多级变载荷作用下的滚动轴承疲劳寿命估计时建议采用基于疲劳累积损伤理论的Corten-Dolan或Miner寿命模型，Corten-Dolan寿命模型估算的疲劳寿命与真实试验寿命偏差最小；而ISO 281模型计算的疲劳寿命与真实试验寿命偏差最大，但由于计算简单，可以用于快速估算轴承寿命。

  2026年03期 No.556 8-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 985K]
  

• 乘用车轮毂轴承单元刚度影响因素及预测

  熊伟;李俊;王友;余辉;葛志华;

  采用有限元软件建立轮毂轴承单元刚度数值模拟模型，分析轮毂轴承单元结构参数对刚度的影响规律，搭建测试平台对轮毂轴承单元刚度进行测试并基于BP神经网络建立轮毂轴承单元刚度预测模型，试验及分析结果表明：轮毂轴承单元角向刚度随着轴向载荷的增大非线性增大；球组节圆直径与角向刚度成正相关且影响最显著，其次为钢球中心距和钢球数量，钢球直径则与角向刚度成负相关；基于BP神经网络的角向刚度预测模型精度高，可满足实际工程应用的需要。

  2026年03期 No.556 15-21页 [查看摘要][在线阅读][下载 1273K]
  

• 基于响应面模型及多目标遗传算法的弹性支承轴承套圈优化设计

  潘为民;候森;时可可;曲琼;张玉卓;

  针对某型鼠笼式弹性支承轴承套圈刚度不满足设计要求的问题，通过静力学和响应面模型分析了弹性支承梁的长度、厚度、宽度、数量以及过渡圆弧半径对套圈变形和应力的影响程度，结果表明厚度、长度和过渡圆弧半径对其刚度显著影响。在此基础上，基于多目标遗传算法对弹性支承轴承套圈进行优化设计并进行试验验证，优化后的轴承套圈刚度满足设计要求，且最大应力相比优化前降低了12.9%，证明了优化设计方案的正确性。

  2026年03期 No.556 22-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 1317K]
  

• 基于滚动轴承滚道实测表面粗糙度的接触应力分析

  王宗卫;闫英;何萱;周平;

  以国内外滚动轴承为研究对象，利用有限元软件建立了基于实测表面粗糙轮廓的滚动轴承接触模型，通过与理论计算结果对比验证了该模型的准确性，并分析了表面粗糙度参数对接触特性的影响，结果表明：由于粗糙轮廓的存在，最大接触应力大于光滑表面接触，接触面积、接触刚度小于光滑表面接触；最大峰高度与最大接触应力的相关性最大，中心高度与接触面积的相关性最大，均方根高度、算术平均高度与接触刚度的相关性最大。

  2026年03期 No.556 29-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 1350K]
  

工艺与装备

• 水平激振辅助的套圈浮动装夹回转抛磨工艺仿真与试验

  苏灏程;李学楠;杨胜强;李秀红;李文辉;

  针对轴承套圈浮动装夹回转抛磨工艺加工效率低，套圈各表面粗糙度改善效果有限的问题，提出了一种水平激振辅助的套圈浮动装夹回转抛磨新工艺。通过EDEM-Adams耦合仿真分析了不同振动强度下套圈各表面的法向力大小及其分布均匀性，结果表明：套圈各表面法向力随振动强度的增大逐渐增大，且均匀性较好，有利于套圈的抛磨。并搭建试验台进行套圈测力和抛磨加工试验，试验与仿真结果一致，且随振动强度的增大，套圈各表面粗糙度值下降速率明显提升，并达到了更低的表面粗糙度值。

  2026年03期 No.556 38-45页 [查看摘要][在线阅读][下载 1503K]
  

• 采用钢球规值全排列组合及数据预处理的精密球轴承合套计算方法

  安浩俊;孙东;刘小超;刘伟;边立春;

  针对精密球轴承合套常用的匈牙利算法和加权Kuhn-Munkres算法存在重复计算，耗时较长的问题，提出以下改进方案：合套计算前将内外圈数据进行预处理剔除无法合套的数据；计算过程中合并相同尺寸数据并增加数量项，同时剔除当前钢球规值无法匹配的套圈数据；采用钢球规值全排列组合参与计算的方式替代原有的匈牙利全遍历方法。该方法在保证最大合套率的同时降低了计算量，优于传统算法，在大批量数据处理场景下优势尤为显著。

  2026年03期 No.556 46-50页 [查看摘要][在线阅读][下载 973K]
  

• 一种满装滚针/满装推力角接触球组合轴承的装配

  华显伟;郭培锐;余畅;马立;陈鑫宇;

  随着航空设备向轻量化方向发展，薄壁、高精度、重载的满装滚针/满装推力角接触球轴承随之出现，采用常规装配方法直接安装滚针或涂覆润滑脂将滚针粘入外圈滚道时，因缺少保持架限位，在后续竖直放置装球时滚针容易歪斜脱落，为此，设计了包括安装底座、定位芯轴和装球工装的装配工装，先使用安装底座将滚针装入，再通过定位芯轴固定已装滚针，随后使用装球工装将钢球装入，最后将外圈加热后压入内圈。实际装配后的成品轴承径向游隙、尺寸和旋转精度均满足设计要求。

  2026年03期 No.556 51-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 992K]
  

试验与测量

• 高速动车组轴箱轴承温升故障分析及改进

  王大强;魏家麒;唐志文;于沛峻;

  针对高速动车组运用过程中部分轴箱轴承出现温度、温差偏高的现象，从轴承结构设计、外观检查、润滑脂检测、组装过程、密封结构分析和故障再现试验等方面进行了分析，结果表明轴承密封结构是导致轴承温升故障的主要因素。根据分析结果，提出轻接触式密封结构设计方案，经台架性能试验和线路试验验证，轻接触式密封轴箱轴承能够满足高速动车组应用要求，且温度较原密封结构轴箱轴承低，能够有效解决原有接触式密封轴承温度、温差偏高问题。

  2026年03期 No.556 55-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 1336K]
  

• 基于灰色系统理论的滚动轴承噪声影响因素分析

  牛宝禛;康延辉;石永;梁书聪;王典仁;

  噪声是滚动轴承重要的性能指标，工业应用对于轴承噪声的要求越来越高，探究滚动轴承噪声的影响因素具有重要研究意义。以深沟球轴承13种噪声影响因素为研究对象，基于灰色系统理论分析了3种不同转速下6309型深沟球轴承尺寸公差、表面质量、微观特性等因素与轴承噪声的灰色关联度；通过灰色定性融合分析得到了对轴承噪声影响最大的性能参数。试验数据及分析表明：不同转速下，径向游隙对轴承噪声的影响最大，外圈径向跳动对轴承噪声的影响次之，外圈沟曲率半径和内沟道波纹度对轴承噪声影响最小。在产品加工制造及装配过程中，可通过控制轴承的径向游隙降低噪声，提升轴承使用性能。

  2026年03期 No.556 60-66页 [查看摘要][在线阅读][下载 1191K]
  

• 内外圈温差不一致诱发的高速角接触球轴承失效

  李伟力;赵喆;牛荣军;李朝辉;

  采用台架试验机对某涡轮增压器高速角接触球轴承进行寿命考核试验的过程中出现了轴承早期失效，通过对轴承失效机理和试验数据进行分析，最终确定试验过程中轴承内、外圈温差不一致是轴承失效的主要诱因，内、外圈温差不一致会使轴承游隙减小以及配合间隙不足，直接导致轴承实际受力远远超出试验设定，高载荷致使试验中途轴承异常温升并最终失效。通过增强散热，预留膨胀空间等措施改进台架试验方案，有效解决了热膨胀引起的载荷失控问题并成功通过轴承寿命验证。

  2026年03期 No.556 67-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 1376K]
  

• 船用柴油机滑动止推轴承磨损及承载性能试验

  石磊;焦亚飞;徐聪聪;杨飏;叶斌;

  以船用柴油机止推轴承常用材料为研究对象，开展磨损性能试验，并搭建止推轴承承载性能试验台，基于真实止推轴承结构及润滑边界条件开展承载性能试验，结果表明：在相同润滑边界条件下，CuSn10P1的平均磨损量比CuSn8Pb2低54.3%，承载能力比CuSn8Pb2高38%；随着pv值增加，最小油膜厚度减小，止推轴承工作面温度升高和摩擦功耗增大；在相同pv值下，较高转速可导致止推轴承工作面温度显著升高，即止推轴承的工作面温度对转速变化更敏感。

  2026年03期 No.556 73-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 1300K]
  

智能运维

• 基于改进递归图与双通道增强残差网络的滚动轴承故障诊断

  李俊卿;韩小平;黄涛;刘若尧;何玉灵;

  针对递归图难以处理长序列以及存在特征冗余的问题，提出了多尺度非对称递归图（MARP）；同时，针对模型单一输入形式导致故障特征信息丢失，准确率下降的问题，提出了基于双通道增强残差网络（DE-ResNet）的滚动轴承故障诊断模型。通过3层小波分解将原始振动信号分解为不同尺度的频率成分，经过切割与重构生成MARP；将压缩-激励模块融入残差块并将残差网络第1个大卷积层拆解为3个小卷积层，从而得到增强的双通道残差网络模型；将一维原始振动信号和MARP输入DE-ResNet进行轴承故障分类诊断。使用江南大学轴承数据集进行模型验证，结果表明：MARP增强了对长序列的特征表达能力，避免了递归图的特征冗余问题；在残差块中加入压缩激励模块并进行卷积层拆解可以提高模型的特征提取能力，减少模型参数量，加快模型运行速度；DE-ResNet模型的故障诊断准确率为98.75%，高于LeNet,AlexNet,DenseNet等模型，具有准确率较高，泛化性能较强的优势。

  2026年03期 No.556 81-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 1394K]
  

• 基于LS-DYNA及细化谱的球缺陷轴承动态特性分析

  倪文钧;张长;蒋紫阳;张伟业;廖富强;

  在精密数控机床中，主轴轴承球缺陷会导致球与沟道之间的不良接触，增加磨损，影响刀架的可靠性。为探究球存在凹坑缺陷时滚动轴承内部动态特性的差异性和相似性，利用Workbench/LS-DYNA建立球椭圆形凹坑缺陷的有限元模型，通过球公转速度理论值与仿真值的对比验证模型的准确性，并对球与内、外圈接触时的剪切应力、振动特性进行分析。采用快速傅立叶变换+峰值提取（FFT+FT）细化谱分析方法对仿真得到的振动加速度信号进行处理，得到的缺陷轴承频率信号与理论计算结果十分接近，验证了仿真结果的准确性，说明基于所构建有限元模型结合FFT+FT细化谱分析方法能有效地模拟故障轴承的振动响应。

  2026年03期 No.556 89-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 1423K]
  

• 航空发动机主轴球轴承沟道故障动力学建模与振动特性分析

  杨海生;张帅龙;邓四二;雷金涛;尉询楷;

  为准确分析航空发动机主轴球轴承沟道故障的振动特性，针对简化模型无法考虑保持架打滑及承载后接触角变化等问题，考虑轴承沟道故障区域处接触变形量的改变，建立了球轴承沟道故障动力学模型，并分析了转速、径向游隙对轴承振动响应的影响规律。研究结果表明：高速球轴承故障特征频率受保持架打滑的影响较大；转速增大时，轴承故障特征频率仿真值与理论值间的差值随保持架打滑率的变化而变化，故障特征频率的幅值逐渐降低，故障带来的冲击效应减弱；径向游隙增大时，外沟道故障特征频率的幅值增大，内沟道故障特征频率的幅值减小但边频带数量增多且幅值增大，调制现象更明显。

  2026年03期 No.556 97-104页 [查看摘要][在线阅读][下载 1414K]
  

• 基于自适应去噪经验小波变换的滚动轴承故障诊断方法

  高中强;郑近德;潘海洋;童靳于;刘庆运;

  针对经验小波变换（EWT）频谱分割易受噪声影响的问题，提出一种基于自适应去噪经验小波变换（ADEWT）的滚动轴承故障诊断方法。首先，计算信号频谱的上、下包络函数，并定义二者的均值为包络均值，通过迭代选取满足条件的频谱包络均值的极小值点作为频谱分割边界；然后，采用双重融合指标自适应选择去噪阈值，对信号进行频域降噪；最后，依据分割边界对降噪信号进行自适应滤波，得到若干个瞬时频率具有物理意义的信号分量。仿真信号和滚动轴承实测振动信号分析结果表明，ADEWT方法不仅能够将含噪信号分解为若干个信号分量，且具有较强的抗干扰和抑制模态混叠的能力。

  2026年03期 No.556 105-113页 [查看摘要][在线阅读][下载 1865K]
  

• 基于AECDPO的滚动轴承故障特征提取方法

  许志勇;薛卓;赵磊;刘生旺;薛超;

  针对滚动轴承故障特征容易被强高斯白噪声淹没导致难以诊断的问题，提出一种自适应增强平均组合差分形态学滤波（AECDPO）方法用于滚动轴承故障诊断。首先，根据平均组合差分形态滤波算子（ACDIF）中基本级联算子的滤波能力，构建一种改进的增强平均组合差分形态滤波算子（ECDPO），该算子对降噪和冲击提取具有较好鲁棒性；然后，引入改进的特征频率能量因子用以自适应选取ECDPO的最优结构元素尺度；最后，ECDPO在最优尺度下对测试信号进行滤波处理，提取滚动轴承微弱故障特征。仿真和试验结果表明，AECDPO方法能够有效提取强高斯白噪声下的滚动轴承故障特征，与传统的形态学滤波器相比更能体现其准确性和优越性。

  2026年03期 No.556 114-122页 [查看摘要][在线阅读][下载 1581K]
  
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