高速圆柱滚子轴承保持架动态特性研究

• 作 者: 王自彬
• 机 构: 河南科技大学
• 出 处: 河南科技大学
• 发表日期: 2018年期
• 关键词: 圆柱滚子轴承 保持架 动态特性

高速圆柱滚子轴承在高速工况下具有良好的性能，因此在航空航天、汽车、机床、船舶等领域被广泛地使用。随着科学和技术的发展，高速圆柱滚子轴承需要具有更好的高速性能。而保持架作为滚动轴承必不可少的部件之一，其动态性能的高低会直接影响轴承的可靠性和工作性能。目前保持架的最优设计不再满足于对保持架动态特性的定性描述，尤其在通过保持架质心轨迹评价保持架运行稳定性方面。因此实现对保持架动态特性的量化描述，分析不同因素对高速圆柱滚子轴承保持架动态特性的影响十分重要。　　本文考虑滚子与内圈的歪斜、倾斜以及润滑作用，建立了高速圆柱滚子轴承动力学模型。使用动力学仿真软件 ADAMS 并结合相互作用力子程序，完成了对高速圆柱滚子轴承动力学模型的求解。使用 MATLAB 完成了盒维数的计算，并通过计算保持架质心轨迹的盒维数实现了对保持架运行稳定性的量化评价。　　本文以某型号圆柱滚子轴承为例，研究了轴承结构参数和工况条件对保持架运行稳定性和保持架打滑等动态特性的影响，为保持架的设计提供了理论依据。研究结果表明：1 分形理论中的盒维数能够准确评价保持架质心轨迹的复杂程度，发现相似质心轨迹之间的差别，从而定量评价保持架运行稳定性，避免人为主观因素的影响；2 当通过改变保持架兜孔间隙控制保持架间隙比时，随着间隙比的逐渐增大，保持架运行稳定性逐渐降低，保持架质心轨迹的偏心量逐渐增大，运动半径逐渐减小，保持架质心呈现逐渐远离参考中心位置，在相对较小的范围内运动的趋势，保持架打滑率逐渐增大；3 当通过改变保持架引导间隙控制保持架间隙比时，随着间隙比的逐渐增大，保持架运行稳定性先逐渐降低，后又有所提高，保持架质心轨迹的偏心量逐渐增大，运动半径逐渐减小，保持架质心呈现逐渐远离参考中心位置在相对较小的范围内运动的趋势，保持架打滑率逐渐增大；4 随着轴承径向载荷和径向游隙的逐渐增大，保持架运行稳定性先逐渐提高，后又逐渐降低，保持架质心轨迹的偏心量先逐渐减小，后逐渐增大，运动半径先逐渐增大，后逐渐减小，保持架质心先呈现逐渐靠近参考中心位置在较大的范围内运动的趋势，后呈现逐渐远离参考中心位置在相对较小的范围内运动的趋势，轴承径向载荷的增大使保持架打滑率逐渐减小，但是轴承径向游隙的影响与之相反。