滾動(dòng)軸承咬入與局部缺陷打滑的動(dòng)力學(xué)建模及影響因素研究.pdf

1、滾動(dòng)軸承是旋轉(zhuǎn)機(jī)械中傳遞運(yùn)動(dòng)和承受載荷的最為重要的零部件之一,起到支撐軸及軸上零件、減小轉(zhuǎn)軸與支承間磨損與摩擦、保持轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)精度等作用。磨損與剝落是滾動(dòng)軸承最主要的故障形式;據(jù)統(tǒng)計(jì),高速航空軸承故障中,打滑造成的比重超過(guò)了25％。打滑將影響滾動(dòng)軸承的正常運(yùn)行,降低軸承的旋轉(zhuǎn)精度,導(dǎo)致潤(rùn)滑油溫度劇烈增加,致使油膜破裂,縮短軸承的使用壽命。
　　為了減小由軸承打滑導(dǎo)致的軸承故障所造成的人員傷亡及經(jīng)濟(jì)損失,必須解決滾動(dòng)軸承的打滑故障特

2、征這一基礎(chǔ)性的科學(xué)問(wèn)題。然而,滾動(dòng)軸承打滑的影響因素非常復(fù)雜,包括非線性接觸、游隙、潤(rùn)滑油膜、變摩擦阻力系數(shù)和保持架的作用等因素,滾動(dòng)軸承的打滑動(dòng)力學(xué)特征,尤其是承載區(qū)滾動(dòng)體咬入與局部剝落故障區(qū)域內(nèi)的打滑動(dòng)力學(xué)特征尚未完全解明,因此開(kāi)展?jié)L動(dòng)軸承咬入與局部缺陷打滑故障的動(dòng)力學(xué)建模及影響因素的研究,具有重要的理論意義和實(shí)際工程應(yīng)用價(jià)值。
　　承載區(qū)滾動(dòng)體咬入打滑與滾道表面局部剝落缺陷區(qū)域打滑是造成滾動(dòng)軸承損傷的主要原因之一。如何描述承

3、載區(qū)滾動(dòng)體咬入打滑與滾道表面局部缺陷區(qū)域打滑動(dòng)力學(xué)特征及其對(duì)滾動(dòng)軸承動(dòng)力學(xué)特征的影響,目前的研究尚未完全解決。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題,本文以深溝球軸承軸承為研究對(duì)象,具體分析了潤(rùn)滑油膜和外圈滾道表面局部剝落故障引起的軸承打滑動(dòng)力學(xué)特征,建立了滾動(dòng)軸承打滑動(dòng)力學(xué)模型,研究了承載區(qū)滾子咬入與外圈滾道局部剝落缺陷對(duì)深溝球軸承的打滑特性的影響規(guī)律,獲得了一些有價(jià)值的結(jié)論。本文主要開(kāi)展了以下研究工作:
　?、籴槍?duì)滾動(dòng)軸承打滑的問(wèn)題,應(yīng)用Hertz點(diǎn)接

4、觸的求解方法,獲得了承載區(qū)滾動(dòng)體與滾道之間的彈性接觸變形量、接觸剛度及軸承的載荷分布;應(yīng)用彈性流體動(dòng)壓潤(rùn)滑理論,分析了徑向載荷、內(nèi)圈轉(zhuǎn)速、潤(rùn)滑油膜動(dòng)力粘度和黏壓系數(shù)對(duì)潤(rùn)滑油膜厚度和潤(rùn)滑油膜剛度的影響。
　?、诨趧傂蕴兹僭O(shè)理論,根據(jù)深溝球軸承的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),考慮了潤(rùn)滑油膜的影響,建立了承載區(qū)滾動(dòng)體咬入打滑動(dòng)力學(xué)模型,并采用龍格庫(kù)塔數(shù)值積分方法進(jìn)行求解,獲得了滾動(dòng)軸承的打滑動(dòng)力學(xué)特征;對(duì)比分析了有油潤(rùn)滑油膜與無(wú)潤(rùn)滑油膜對(duì)滾動(dòng)軸承打滑動(dòng)

5、力學(xué)特征的差異;研究了徑向載荷與內(nèi)圈轉(zhuǎn)速對(duì)滾動(dòng)軸承打滑動(dòng)力學(xué)特征的影響規(guī)律。
　?、鄯治隽松顪锨蜉S承滾動(dòng)體與局部剝落故障之間的接觸特點(diǎn),根據(jù)深溝球軸承滾子與局部故障邊緣之間的接觸關(guān)系,基于半正弦函數(shù)時(shí)變位移激勵(lì)局部剝落故障模型,建立了深溝球軸承局部剝落故障區(qū)域打滑動(dòng)力學(xué)模型,研究了滾動(dòng)體通過(guò)局部剝落故障過(guò)程中的打滑動(dòng)力學(xué)特征。
　　本文采用動(dòng)力學(xué)的分析方法,系統(tǒng)地闡述了承載區(qū)滾動(dòng)體咬入打滑動(dòng)力學(xué)模型、局部剝落故障時(shí)變位移激勵(lì)