滾動軸承咬入與局部缺陷打滑的動力學建模及影響因素研究.pdf

1、滾動軸承是旋轉(zhuǎn)機械中傳遞運動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。磨損與剝落是滾動軸承最主要的故障形式;據(jù)統(tǒng)計,高速航空軸承故障中,打滑造成的比重超過了25％。打滑將影響滾動軸承的正常運行,降低軸承的旋轉(zhuǎn)精度,導致潤滑油溫度劇烈增加,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致的軸承故障所造成的人員傷亡及經(jīng)濟損失,必須解決滾動軸承的打滑故障特

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

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

4、觸的求解方法,獲得了承載區(qū)滾動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)用彈性流體動壓潤滑理論,分析了徑向載荷、內(nèi)圈轉(zhuǎn)速、潤滑油膜動力粘度和黏壓系數(shù)對潤滑油膜厚度和潤滑油膜剛度的影響。
　　②基于剛性套圈假設(shè)理論,根據(jù)深溝球軸承的結(jié)構(gòu)特點,考慮了潤滑油膜的影響,建立了承載區(qū)滾動體咬入打滑動力學模型,并采用龍格庫塔數(shù)值積分方法進行求解,獲得了滾動軸承的打滑動力學特征;對比分析了有油潤滑油膜與無潤滑油膜對滾動軸承打滑動

5、力學特征的差異;研究了徑向載荷與內(nèi)圈轉(zhuǎn)速對滾動軸承打滑動力學特征的影響規(guī)律。
　?、鄯治隽松顪锨蜉S承滾動體與局部剝落故障之間的接觸特點,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)時變位移激勵局部剝落故障模型,建立了深溝球軸承局部剝落故障區(qū)域打滑動力學模型,研究了滾動體通過局部剝落故障過程中的打滑動力學特征。
　　本文采用動力學的分析方法,系統(tǒng)地闡述了承載區(qū)滾動體咬入打滑動力學模型、局部剝落故障時變位移激勵