加速工况下高速圆柱滚子轴承打滑分析.pdf

机槭设计与制造
第2期
Machinery Design Manufacture
2016年2月
加速工况下高速圆柱滚子轴承打滑分析
丁洪福,景敏卿,王风涛;,刘杨
(西安交通大学机械工程学院,陕西西安710049)
摘要:针对高速轻戴圆柱滚子轴承打滑问题,在考虑轴承涡动、径向游隙变化和内圈加速工况基础上,建立了高速轻
載圆柱滚子轴承运动学和动力学模型,研究了有无涡动、不同径向载荷、内圈加速度和径向游隙等因素对圆柱滚子轴
承打滑特性的影响。研究结果表明:在轴承加速过程中,保持架转速、打滑率和油膜厚度均随时间星上升趋势,但当涡
动存在时会使保持架转速、打滑率和油膜厚度在上升过程中出现抖动;增大径向栽荷和径向游隙有利于减小保持架的
打滑率。
关键词:涡动;加速;径向游隙;打滑;圆柱滚子轴承
中图分类号:TH16;1TH123文献标识码:A文章编号:1001-3997(2016)02-0064-04
Skidding Analysis of High Speed Cylindrical Roller Bearing
Considering Acceleration of Bearing
DING Hong-fu, JING Min-ging, WANG Feng-tao, LIU Yang
School of Mechanical Engineering, Xi'an Jiaotong University, Shannxi Xi an 710049, China
Abstract: A iming to the skidding of high speed cylindrica roller bear ng, a kinematics and dynamics model f high speed
cylindrical roller bearing is developed based on bearing whirl, radial clearance change and inner ring acceleration The effects
of acceleration, radical Load, and radial clearance on bearing skidding are investigaed. The esults show that the cage speed
slip ratio and film thickness with jitter phenomenon increase with time during acceleration The cage slip ratio could be
reduced by increasing the radical load and radial clearance
Key Words: Whirl; Acceleration; Radial Clearance; Skidding; Cylindrical Roller Bearing
1引言
滚子轴承打滑特性。文献研究了涡动工况下高速圆柱滚子轴承
圆柱滚子轴承由于其自身摩擦小,承载大等优点,而在高速的运动特性。文献研究了加速工况下圆柱滚子轴承打滑特性,但
旋转机械中应用广泛。然而,圆柱液子轴承在高速轻载工況下エ没考虑涡动、游变化影响。
作时,打滑严重,容易造成轴承部件表面磨损严重,以至于引起套
以上学者的研究多是平稳运行过程,忽略了轴承涡动,装配
圈表面形貌改变,径向游隙随之发生改变,造成机械系统振动过和温度引起的轴承游隙变化及其加速等综合因素对滚动轴承打
大甚至失效。
滑效应的影响。基于此,以拟静力学分析模型为基础,考虑上述耦
因此,对高速轻载國柱滚子轴承的打滑进行分析,研究各种合因素影响,建立了高速轻载圆柱滚子轴承打滑分析模型,研究
结构参数和工况参数对打滑的影响规律,优化提高轴承工作性各种工况参数对轴承打滑的影响规律,指导圆柱滚子轴承的设
能,显得尤为重要。
计
近年来,国内外学者对高速滚动轴承打滑分析开展了一系
2理论模型
列研究工作。文献采用拟静力学方法,分析了径向载荷、滚子个
数等因素对保持架滑差率形响。文献地对高速轻载圆柱滚子轴21滚动体运动分析
承打滑特性进行一定的研究。文献采用拟动力学模型,研究了
假设外圈固定,轴承节圆直径为Dn,内滚道直径为D,外滚
保持架和滚子的打滑特性。文献研究了高速轻载圆柱滚子轴承道直径为D,滚子直径为D,内圈角速度为,保持架转速为,
打滑特性并编制了分析软件。文献采用动力学方法研究了园柱具体运动关系,如图1所示。
来稿日期:2015-08-30
甚金项目:国家自然科学基金项目(51175410);河南煤化基础重大科研项目(201 ILYCO1-01)
作者简介:丁洪福,(1989-),男,山东菏泽人,硕土研究生,主要研究方向:滚动轴承动力学仿真与计算
景敏卿,(1956-),男,陕西成阳人,博土研究生,博士生导师,教授,主要研究方向:机械电子工程