自旋条件下角接触球轴承的弹流润滑分析

发布时间：2019-11-13 20:27

【摘要】：为研究自旋状态下角接触球轴承参数对弹流润滑性能的影响,建立角接触球轴承中考虑自旋运动的弹流润滑模型,分析角接触球轴承的内沟槽曲率半径系数、内圈接触角、外圈接触角、滚动体数目及转速等参数对弹流润滑性能的影响,并分析固定参数下影响自旋速度和旋滚比的主要因素。研究结果表明:随着内沟槽曲率半径系数的增加,接触半径逐渐减小,油膜厚度略微减小,而油膜压力明显增加;随着内圈接触角的增加,油膜的不对称性明显增强,而随着外圈接触角的增加,自旋速度在0°~70°之间逐渐减小,在70°~90°之间逐渐增大;轴承滚动体的数目越多,单个滚动体所受的载荷越小,油膜厚度越大,中心油膜压力越小;角接触球轴承中,影响自旋速度的主要因素为轴承内圈速度及内、外圈接触角的大小,影响旋滚比的主要因素为内、外圈接触角的大小。
【图文】：

牍龅澜哟ゴψ钚∮湍ず穸缺浠嶝噼频汲隽丝悸亲孕?的角接触球轴承油膜刚度计算公式。马明明等［10］对考虑自旋运动的弹性流体动力润滑热效应进行分析，但也未涉及轴承参数对弹流油膜的影响。以上研究大多以球盘接触为研究对象或通过力学分析来研究角接触球轴承的特性。为此，本文作者建立角接触球轴承中考虑自旋运动的弹流润滑模型，从弹流润滑的角度分析自旋条件下角接触球轴承参数对弹流润滑性能的影响，以便合理设计与正确使用轴承，为轴承系统故障和失效分析提供依据。1轴承的参数及动力学方程如图1(a)所示为角接触球轴承内圈和滚动体接触模型。图1角接触球轴承的几何模型Fig1Themodelofangle-contactballbearings图中，dm为角接触球轴承的节圆直径，Ｒi为轴承内圈半径，αi为内圈接触角。定义Ｒij为某平面上球体和套圈滚道接触点的主曲率半径。对于球体，可求得其在XOZ和YOZ平面上的半径均为Ｒ11=Ｒ12=D/2式中:D为滚动体的直径。同理，可求得内滚道在XOZ和YOZ平面上的半径分别为Ｒ21=fiD，Ｒ22=(dm/cosαi－D)/2式中:fi为内沟槽曲率半径系数。因此，可求得图1(b)中椭球体在XOZ和YOZ平面内的等效曲率半径Ｒx，Ｒy分别为Ｒx=Ｒ12Ｒ22/(Ｒ12+Ｒ22)，Ｒy=Ｒ11Ｒ21/(Ｒ21－Ｒ11)则综合曲率半径Ｒ=ＲxＲy/(Ｒx+Ｒy)然而，滚动轴承在高速运转时可认为自旋运动只发生在滚动体与内圈沟道接触区域。这种条件下，滚动体自转轴的两维空间姿态角转变为平面姿态角，，通过运动学分析可得到滚动体的角速度公式［11－15］?

图2速度分析Fig2Analysisofvelocity3基本方程及数值求解3.1Ｒeynolds方程设润滑油为Newton流体，等温、稳态条件下的Ｒeynolds方程为

本文编号：2560476