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全陶瓷球轴承最佳原始游隙的研究与分析
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作者 吴玉厚 任科轩 +1 位作者 夏忠贤 孙健 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第11期314-320,共7页
游隙对于滚动轴承服役过程中的振动噪声、载荷分布及温升等均有重要影响。为获得适用于全陶瓷球轴承游隙的计算方法,将轴承装配、高速离心效应及热膨胀系数等因素统一为有效过盈量并对轴承游隙进行分析、总结计算公式,同时对氮化硅及轴... 游隙对于滚动轴承服役过程中的振动噪声、载荷分布及温升等均有重要影响。为获得适用于全陶瓷球轴承游隙的计算方法,将轴承装配、高速离心效应及热膨胀系数等因素统一为有效过盈量并对轴承游隙进行分析、总结计算公式,同时对氮化硅及轴承钢材料进行拉伸变形计算,研究发现氮化硅材料的延展性为轴承钢的67.7%,以此对过盈量引起游隙变化公式进行优化,并进行轴承装配实验验证优化结果。以7007C氮化硅全陶瓷球轴承为例,计算最佳原始游隙,结果表明在影响轴承径向游隙的因素中,离心效应影响程度最大,其次是轴承装配,再次为热膨胀系数,影响程度最小的为温差;随着转速及载荷的增加,离心效应及热膨胀系数的影响程度在所有影响因素中所占比重也会逐渐增加。 展开更多
关键词 陶瓷球轴承 原始游隙 工作游隙 过盈配合
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保持架对低温工况全陶瓷球轴承振动特性的影响
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作者 夏忠贤 吴玉厚 +3 位作者 包志刚 范永中 闫海鹏 孙健 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期103-109,130,共8页
为探究保持架对低温工况下全陶瓷球轴承振动特性的影响,开展氮化硅全陶瓷球轴承低温工况下的理论与试验研究,测试并分析装配有不同材料保持架的全陶瓷球轴承振动信号特征。研究结果表明,保持架的振动特性与其受力状态的贡献特征频率类似... 为探究保持架对低温工况下全陶瓷球轴承振动特性的影响,开展氮化硅全陶瓷球轴承低温工况下的理论与试验研究,测试并分析装配有不同材料保持架的全陶瓷球轴承振动信号特征。研究结果表明,保持架的振动特性与其受力状态的贡献特征频率类似,均以保持架特征频率f_(c)、陶瓷球特征频率f_(b)的倍频、内圈特征频率f_(i)的倍频及保持架与内圈耦合的特征频率成分为主;改变轴向载荷及试验温度,装有聚合物基和胶木保持架的全陶瓷球轴承振动速度小于装有碳纤维复合材料保持架的全陶瓷球轴承,但装有碳纤维复合材料保持架的全陶瓷球轴承峭度值小于装有胶木和聚合物基复合材料保持架的全陶瓷球轴承,即在全陶瓷球轴承信号平稳性以及降低故障概率方面,碳纤维复合材料要优于胶木和聚合物基复合材料。研究结果对于低温工况下全陶瓷球轴承保持架的选取具有一定的参考与借鉴价值。 展开更多
关键词 陶瓷球轴承 低温工况 保持架材料 振动特性
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全陶瓷球轴承高性能制造研究进展
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作者 张珂 李颂华 +1 位作者 孙健 吴玉厚 《沈阳工业大学学报》 CAS 北大核心 2024年第5期605-619,共15页
全陶瓷球轴承具有质量轻、耐磨损、耐高(低)温、耐腐蚀、精度保持性好等优良性能,在装备制造、航空航天等先进技术领域应用前景广阔。全陶瓷球轴承高性能制造技术体系尚未完全形成,严重制约了其在高端装备中的应用与发展,这也成为全陶... 全陶瓷球轴承具有质量轻、耐磨损、耐高(低)温、耐腐蚀、精度保持性好等优良性能,在装备制造、航空航天等先进技术领域应用前景广阔。全陶瓷球轴承高性能制造技术体系尚未完全形成,严重制约了其在高端装备中的应用与发展,这也成为全陶瓷球轴承应用领域进一步拓展的技术难题。基于行业对高端轴承产品的需求,分析了全陶瓷球轴承的特点与优势,探讨了适用于全陶瓷球轴承的设计方法,综述了陶瓷球、陶瓷套圈等关键组件的高性能制造工艺,评估了全陶瓷球轴承的服役性能及其试验技术,并针对其相关技术与应用进行了展望。 展开更多
关键词 陶瓷球轴承 陶瓷 陶瓷套圈 高性能制造 优化设计 研磨 磨削加工 性能测试
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氮化硅陶瓷球轴承的沟道波纹度超精工艺调控
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作者 高艺枫 李颂华 +2 位作者 魏超 李闯 张豪 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2024年第12期102-107,共6页
轴承沟道波纹度是影响轴承振动特性的最主要因素,为降低氮化硅陶瓷球轴承的振动水平,开展氮化硅套圈沟道波纹度的超精工艺调控研究。使用沟道超精机对氮化硅套圈沟道进行超精加工试验,研究超精工艺参数对沟道波纹度的影响趋势。提出考... 轴承沟道波纹度是影响轴承振动特性的最主要因素,为降低氮化硅陶瓷球轴承的振动水平,开展氮化硅套圈沟道波纹度的超精工艺调控研究。使用沟道超精机对氮化硅套圈沟道进行超精加工试验,研究超精工艺参数对沟道波纹度的影响趋势。提出考虑沟道波纹度的轴承振动特性计算模型,并通过振动测试验证计算模型的有效性,同时分析沟道波纹度对轴承振动特性的影响规律。结果表明:在超精加工中沟道波纹度随着工件切线速度的增大先减小后增大,随着摆荡频率的增大先减小后增大,轴承的振动水平随着沟道波纹度的增大逐渐加剧;当油石压力较大时,增大工件切线速度和摆荡频率进行粗超加工,沟道波纹度快速降低;超精加工中,当工件切线速度为700~800 m/min、摆荡频率为800~1000次/分和油石压力为0.2~0.4 N/m^(2)时,沟道表面波纹度≤0.05μm,轴承振动加速度均方根值≤2 m/s^(2),满足轴承振动加速度Z3级要求。 展开更多
关键词 氮化硅陶瓷球轴承 沟道波纹度 工艺调控 振动加速度
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陶瓷球轴承接触角和预紧力对高速磨削电主轴静刚度的影响 被引量:9
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作者 王建平 马福贵 +3 位作者 刘宏昭 曹宏瑞 卢鹏 刘成龙 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2014年第7期1018-1022,共5页
陶瓷球轴承作为电主轴的核心部件,其结构参数对电主轴的静刚度有着重要的影响。基于角接触球轴承径向刚度计算公式,通过仿真分析研究了接触角和预紧力对电主轴静刚度的影响。通过建立的主轴-轴承系统三维有限元模型,仿真获得了不同接触... 陶瓷球轴承作为电主轴的核心部件,其结构参数对电主轴的静刚度有着重要的影响。基于角接触球轴承径向刚度计算公式,通过仿真分析研究了接触角和预紧力对电主轴静刚度的影响。通过建立的主轴-轴承系统三维有限元模型,仿真获得了不同接触角和预紧力下主轴前端径向变形及主轴静刚度,进而根据有限元仿真结果拟合得到了主轴静刚度关于接触角和预紧力的拟合方程及拟合曲线。 展开更多
关键词 电主轴 陶瓷球轴承 接触角 预紧力 拟合方程
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姿控飞轮用陶瓷球轴承失效特性分析 被引量:8
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作者 黄敦新 白越 +2 位作者 黎海文 王其君 吴一辉 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期254-259,共6页
通过氮化硅陶瓷球混合轴承和钢球轴承在干摩擦条件下的高速(5000r/min)运转试验,对比分析了电机驱动电流的变化特性和轴承运行噪声等指标,利用立体显微镜、扫描电子显微镜和X射线光电子能谱仪等分析混合陶瓷球轴承摩擦副的表面形貌,分... 通过氮化硅陶瓷球混合轴承和钢球轴承在干摩擦条件下的高速(5000r/min)运转试验,对比分析了电机驱动电流的变化特性和轴承运行噪声等指标,利用立体显微镜、扫描电子显微镜和X射线光电子能谱仪等分析混合陶瓷球轴承摩擦副的表面形貌,分析陶瓷球轴承的失效特征及其在无润滑条件下的长时间稳定运行机制.结果表明:陶瓷球轴承在临界失效阶段的电机驱动电流波动比普通钢制轴承小,在进入严重失效前可持续运行5h,比普通钢制轴承的运行时间长得多;陶瓷球以表面裂纹和表层剥离为主要破坏机制,滚道破坏机制主要表现为疲劳裂纹、点蚀及犁痕等多种形式;在运转过程中,陶瓷球轴承脱落的片状磨屑因脆性易形成微球体而被排出摩擦工作区,延迟了出现轴承运行卡死等现象.由于氮化硅陶瓷球混合轴承摩擦副的不同材质特性和损伤方式,使得其临界失效性能优于普通钢制轴承. 展开更多
关键词 陶瓷球轴承 失效特性 干摩擦 磨屑分析
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混合式陶瓷球轴承在液氮中的摩擦学性能研究 被引量:13
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作者 王黎钦 齐毓霖 +3 位作者 姜洪源 钱宗德 苏卫民 王维斌 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第2期122-125,共4页
研究了由SialonSi3N4陶瓷球、9Cr18内外环以及由PTFE和玻璃纤维制成的保持架组合成的混合式陶瓷球轴承在液氮气氛和重负荷条件下的摩擦磨损性能.结果表明:通过90min的-196℃超低温台架试验后,混合式陶... 研究了由SialonSi3N4陶瓷球、9Cr18内外环以及由PTFE和玻璃纤维制成的保持架组合成的混合式陶瓷球轴承在液氮气氛和重负荷条件下的摩擦磨损性能.结果表明:通过90min的-196℃超低温台架试验后,混合式陶瓷球轴承仍可以正常工作.对试验后的陶瓷球进行显微镜观察未发现大面积的接触疲劳破坏,但在内外环滚道表面有轻微疲坑.混合式陶瓷球轴承的摩擦功耗明显低于钢制球轴承. 展开更多
关键词 液氮 陶瓷球轴承 摩擦学性能 火箭发动机 涡轮泵
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混合陶瓷球轴承优化设计中接触问题的三维有限元分析 被引量:11
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作者 吴振勇 任成祖 徐强 《机械设计》 CSCD 北大核心 2004年第5期47-49,共3页
从混合陶瓷球轴承优化设计出发 ,借助ANSYS分析软件对陶瓷球与套圈沟道的接触问题进行了三维有限元分析 。
关键词 混合陶瓷球轴承 优化设计 接触问题 ANSYS 有限元 赫兹理论
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混合陶瓷球轴承接触应力和变形的数值求解 被引量:10
9
作者 陈锦江 任成祖 徐燕申 《机械设计》 CSCD 北大核心 2004年第1期10-12,共3页
提出了一种基于Matlab软件求解赫兹接触问题时超越方程的新方法 ,具有编程非常简单、使用方便、计算精度高和应用前景广泛等优点 ;给出了球轴承无量纲接触参数的计算曲线 。
关键词 混合陶瓷球轴承 接触应力 变形 椭圆积分 MATLAB 数值求解
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表面涂敷聚四氟乙烯固体润滑薄膜的混合式陶瓷球轴承与全钢轴承性能对比分析 被引量:3
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作者 李秀娟 王黎钦 +1 位作者 古乐 齐毓霖 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期149-153,共5页
以受轴向载荷的三点接触球轴承为研究对象,采用Heathcote轴承滚动滑动理论,计算了轴承球与套圈之间的表面滑动,并根据固体表面受力变形,计算了固体薄膜润滑情况下轴承球与滚道间的牵引力,对比分析了混合式陶瓷球轴承和全钢轴承在高速下... 以受轴向载荷的三点接触球轴承为研究对象,采用Heathcote轴承滚动滑动理论,计算了轴承球与套圈之间的表面滑动,并根据固体表面受力变形,计算了固体薄膜润滑情况下轴承球与滚道间的牵引力,对比分析了混合式陶瓷球轴承和全钢轴承在高速下产生的热量、表面剪应力、旋滚比以及接触角等重要轴承性能参数.结果表明:在PTFE固体薄膜润滑下,陶瓷球轴承在40000r/min、3000N载荷下所产生的热量仅为钢轴承的62.6%,旋滚比为钢轴承的18%.试验结果对特殊工况下陶瓷球轴承的设计和应用具有参考价值. 展开更多
关键词 球轴承 全钢轴承 陶瓷球轴承 表面滑动 牵引力 固体润滑 性能
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陶瓷球轴承性能分析与试验研究 被引量:10
11
作者 李建华 李军林 +1 位作者 郭向东 张锡昌 《轴承》 北大核心 2001年第12期32-35,共4页
通过有关软件计算分析和性能测试试验 ,介绍了陶瓷球轴承和钢制球轴承在旋滚比、油膜厚度、轴向刚度、接触应力、摩擦力矩、发热量和振动等性能方面的差别 ,指出了陶瓷球轴承的优缺点。附图 8幅 ,表
关键词 陶瓷球轴承 性能分析 试验研究
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高速陶瓷球轴承脂润滑试验研究 被引量:4
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作者 李秀娟 王黎钦 +1 位作者 古乐 齐毓霖 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2002年第3期19-20,22,共3页
在自行研制的高速轴承试验台上,对型号为6305的三点接触高速混合式陶瓷球轴承在载荷1500N,27000r/min工况下用两种润滑脂进行试验研究,并将筛选结果和油润滑条件下的温升和功耗进行了比较。试验结果表明:KK3润滑脂可以在高速情况下对混... 在自行研制的高速轴承试验台上,对型号为6305的三点接触高速混合式陶瓷球轴承在载荷1500N,27000r/min工况下用两种润滑脂进行试验研究,并将筛选结果和油润滑条件下的温升和功耗进行了比较。试验结果表明:KK3润滑脂可以在高速情况下对混合式陶瓷球轴承实现有效的润滑;同时kk3脂润滑下陶瓷球轴承的功耗比用10号主轴油润滑下的陶瓷球轴承低24.1%,该结果对于简化高速、短寿命轴承的润滑系统和提高轴承可靠性有重要意义。 展开更多
关键词 高速陶瓷球轴承 脂润滑 试验研究
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陶瓷球轴承的制造工艺及其相关技术 被引量:13
13
作者 吴玉厚 王军 +1 位作者 郑焕文 庄司克雄 《制造技术与机床》 CSCD 1996年第11期8-10,共3页
陶瓷轴承是应高速化要求而产生的,它具有很多优良性能,但制造工艺难度也很大。文章讨论了陶瓷材料的选择、陶瓷球和内外套圈的加工与检测、以及陶瓷球轴承的结构设计等重要问题。
关键词 陶瓷 球轴承 陶瓷球轴承 加工 轴承
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陶瓷球轴承在高速电主轴中的应用及发展 被引量:7
14
作者 张珂 吴晓平 +1 位作者 孙红 吴玉厚 《沈阳建筑工程学院学报》 1998年第3期282-286,共5页
介绍超高速切削的历史和高速加工机床的发展现状.对制造高速加工机床的关键技术—高速主轴单元、高速主轴轴承进行讨论,分析陶瓷球轴承在高速电主轴中的应用及其发展前景.
关键词 主轴 机床 切削 陶瓷球轴承
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混合陶瓷球轴承接触曲面及接触应力的三维有限元分析 被引量:8
15
作者 徐强 任成祖 陈锦江 《机床与液压》 北大核心 2003年第2期203-204,206,共3页
本文提出用有限元法,并借助于有限元分析软件ANSYS5.7对转速为60000r/min的深沟混合陶瓷球轴承接触应力进行计算,并用二次曲面方程对接触曲面的形状进行拟合。
关键词 混合陶瓷球轴承 接触曲面 接触应力 有限元 二次曲面方程 拟合
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温变配合间隙对全陶瓷球轴承-转子系统动态特性影响分析 被引量:3
16
作者 石怀涛 白晓天 +1 位作者 邹德芳 包志刚 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2021年第14期53-59,共7页
针对全陶瓷球轴承热变形小,在宽温域下轴承外圈与轴承座之间配合间隙变化较大的特点,建立了考虑温变配合间隙的全陶瓷球轴承-轴承座动力学模型。将轴承座与轴承外圈受热变形分别计算,并将不同温度下配合间隙作为边界条件对全陶瓷球轴承... 针对全陶瓷球轴承热变形小,在宽温域下轴承外圈与轴承座之间配合间隙变化较大的特点,建立了考虑温变配合间隙的全陶瓷球轴承-轴承座动力学模型。将轴承座与轴承外圈受热变形分别计算,并将不同温度下配合间隙作为边界条件对全陶瓷球轴承动态特性进行求解。以轴承工作温度、工作转速、初始配合间隙为变量对全陶瓷球轴承外圈振动情况展开参数化研究,并结合试验手段对模型精度加以验证。结果表明,考虑温变配合间隙的动力学模型能够准确模拟全陶瓷角接触球轴承在不同工作温度下的动态特性。随着工作温度的升高,全陶瓷球轴承振动整体呈现增大趋势,且振动幅度呈现非线性变化趋势。在全陶瓷球轴承外圈与轴承座配合处适当采用紧配合有助于减小高温下轴承外圈与轴承座之间配合间隙,提升变温工况下全陶瓷球轴承回转精度。研究工作可为全陶瓷球轴承状态分析提供参考,并为全陶瓷球轴承-转子系统优化设计提供理论依据。 展开更多
关键词 陶瓷球轴承 动力学模型 配合间隙 宽温域工况
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超高速主轴陶瓷球轴承性能的研究 被引量:6
17
作者 肖曙红 张伯霖 《制造技术与机床》 CSCD 1996年第12期27-29,共3页
陶瓷球轴承采用质轻的Si3N4陶瓷材料作滚珠,减小了高速下作用在滚珠上的离心力和陀螺力矩,不仅具有较低的温升,而且还有较高的刚度,特别适用于超高速机床主轴。
关键词 陶瓷球轴承 机床 主轴 超高速 切削 轴承
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高速机床主轴用陶瓷球轴承动态性能试验分析 被引量:9
18
作者 徐浩 许颖 《轴承》 北大核心 2005年第2期28-29,共2页
对高速磨床主轴用陶瓷球轴承B70 0 5C/HQ1P4在不同转速、载荷及润滑条件下的运转特性进行试验 ,结果表明 :电主轴在 80 0 0 0r/min的转速下仍能正常运转 ;在起始温度、转速、润滑及冷却相同的条件下 ,陶瓷球轴承较钢制轴承摩擦力矩小、... 对高速磨床主轴用陶瓷球轴承B70 0 5C/HQ1P4在不同转速、载荷及润滑条件下的运转特性进行试验 ,结果表明 :电主轴在 80 0 0 0r/min的转速下仍能正常运转 ;在起始温度、转速、润滑及冷却相同的条件下 ,陶瓷球轴承较钢制轴承摩擦力矩小、温升低 ;在润滑不充分的情况下 ,陶瓷轴承具有良好的运转特性。 展开更多
关键词 高速轴承 主轴轴承 陶瓷球轴承 动态性能 试验
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沟曲率半径系数对高速陶瓷球轴承润滑状态影响的研究 被引量:2
19
作者 向北平 付康 +1 位作者 倪磊 王文升 《机械设计与制造》 北大核心 2018年第2期54-57,共4页
采用迭代法,建立高速深沟陶瓷球轴承点接触等温弹流润滑计算模型.根据实际载荷和工作环境,推导出轴承润滑的边界条件,对各种沟曲率半径系数的轴承模型进行数值仿真分析计算,得出了内外沟曲率半径系数分别与轴承压力区最高压力和膜厚的... 采用迭代法,建立高速深沟陶瓷球轴承点接触等温弹流润滑计算模型.根据实际载荷和工作环境,推导出轴承润滑的边界条件,对各种沟曲率半径系数的轴承模型进行数值仿真分析计算,得出了内外沟曲率半径系数分别与轴承压力区最高压力和膜厚的关系。结果表明:在相同载荷速度和润滑油的情况下,内圈沟曲率半径系数为0.5145和0.5196时,轴承内外圈与滚动体接触区最小膜厚相同,在这个区域内外圈接触区膜厚较为接近.在相同载荷速度和润滑油情况下,内外圈接触区最大压力随着沟曲率半径系数的增大而增大。通过与传统理论计算的对比,结果具有较好的一致性,研究结果对高速深沟球轴承参数优化具有指导意义。 展开更多
关键词 迭代法 弹流润滑 高速陶瓷球轴承 沟曲率半径系数 点接触
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超高速角接触陶瓷球轴承球径对性能的影响规律及其参数优化 被引量:2
20
作者 田欣利 许森 姚巨坤 《机械设计》 CSCD 北大核心 2011年第2期29-33,共5页
建立了超高速角接触混合陶瓷球轴承计算模型,同时给出了旋滚比及轴向刚度的计算公式。根据高速角接触球轴承球径的约束条件,分析了在不同转速及轴向载荷的情况下,球径对于接触载荷、接触应力、旋滚比及轴向刚度等性能参数的影响。通过... 建立了超高速角接触混合陶瓷球轴承计算模型,同时给出了旋滚比及轴向刚度的计算公式。根据高速角接触球轴承球径的约束条件,分析了在不同转速及轴向载荷的情况下,球径对于接触载荷、接触应力、旋滚比及轴向刚度等性能参数的影响。通过以上性能参数随球径变化的规律,结合球径取值为离散量的特点,提出了球径的优化设计方法。 展开更多
关键词 陶瓷球轴承 球径 接触应力 旋滚比 轴向刚度
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