基于多參數(shù)耦合的滾動(dòng)軸承剛度分析.pdf

1、高速滾動(dòng)軸承作為高速電主軸、現(xiàn)代航空渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)和機(jī)車(chē)車(chē)輛等的核心部件，其剛度對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的加工精度和動(dòng)態(tài)性能有著顯著的影響。軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的臨界轉(zhuǎn)速、振動(dòng)特性、可靠性分析、噪聲和故障檢測(cè)與診斷都依賴(lài)于軸承的動(dòng)剛度。因此研究滾動(dòng)軸承動(dòng)剛度是非常有必要的。滾動(dòng)軸承的剛度是由滾動(dòng)體與套圈之間的接觸剛度和潤(rùn)滑油油膜剛度并聯(lián)而成。本文構(gòu)建綜合考慮轉(zhuǎn)軸與套圈離心變形、熱變形、彈流潤(rùn)滑、轉(zhuǎn)速等因素耦合的角接觸球軸承擬靜力學(xué)修正模型，計(jì)算出更接近實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)

2、過(guò)程中的軸承動(dòng)剛度；提出了圓柱滾子軸承多參數(shù)耦合下的油膜剛度計(jì)算模型，研究了載荷、潤(rùn)滑油卷吸速度、粘度、表面微觀形貌對(duì)油膜剛度的影響規(guī)律。本文主要研究?jī)?nèi)容包括：
　　(1)建立了考慮多因素影響的角接觸球軸承接觸剛度模型，研究了考慮轉(zhuǎn)軸、套圈離心效應(yīng)下的角接觸球軸承動(dòng)剛度。計(jì)算出計(jì)離心變形、熱變形和不計(jì)離心變形、熱變形兩種模型下滾動(dòng)軸承的動(dòng)剛度，得出如下結(jié)論：轉(zhuǎn)軸和內(nèi)圈離心變形和徑向、軸向熱變形都隨轉(zhuǎn)速的增大而增大，且內(nèi)圈離心變形量

3、明顯大于轉(zhuǎn)軸的離心變形量，徑向熱變形量明顯大于軸向熱變形；轉(zhuǎn)速對(duì)內(nèi)圈離心變形和徑向熱變形的影響明顯大于軸向離心變形和軸向熱變形；轉(zhuǎn)速對(duì)徑向剛度的影響最大，軸向剛度次之，角剛度最小；徑向、軸向和角剛度都隨轉(zhuǎn)速的增大而減??；考慮套圈的離心變形和熱變形時(shí)，對(duì)徑向剛度影響較大，對(duì)軸向剛度和角剛度影響較小。
　　(2)提出了角接觸球軸承綜合動(dòng)剛度計(jì)算模型，研究了彈流潤(rùn)滑對(duì)滾動(dòng)軸承綜合動(dòng)剛度的影響。分析得出，隨著轉(zhuǎn)速升高，最小油膜厚度不斷增加

4、；內(nèi)圈膜厚增大，使得內(nèi)圈的油膜剛度減小，但外圈油膜厚度增加卻使得外圈油膜剛度先減小后增大；隨著轉(zhuǎn)速升高，彈流潤(rùn)滑對(duì)徑向剛度影響越來(lái)越顯著且小于不計(jì)彈流潤(rùn)滑的徑向剛度，彈流潤(rùn)滑使得軸向剛度和角剛度均有不同程度的減小，彈流潤(rùn)滑對(duì)軸向剛度和角剛度影響的明顯小于徑向剛度。
　　(3)根據(jù)滾動(dòng)軸承運(yùn)行時(shí)油膜狀態(tài)分布，基于非Newton流體彈流潤(rùn)滑理論，考慮表面粗糙形貌、熱效應(yīng)、時(shí)變效應(yīng)等因素，建立了滾動(dòng)軸承油膜剛度計(jì)算模型。通過(guò)數(shù)值計(jì)算，得