新型滚动轴承的力学性能研究

发布时间：2020-05-28 20:51

【摘要】：本文主要研究了滚动轴承滚珠与沟道Hertz理论的精确解,建立了静态滚动轴承和高速滚动轴承的运动学模型及拟静力学模型,发展了该模型的New-Rahpson解法,针对方程组难以收敛的问题,详细的阐述了对迭代变量进行位置约束的法则,提高了求解速度和收敛效率。在此基础上,研究了高速滚动轴承载荷分布的特性,分析了不同结构参数和外载荷参数对轴承接触角、接触应力、接触变形、旋滚比的影响规律;并对滚动轴承内部受力模型进行研究,推导了和轴承结构参数相关的滚动轴承动态刚度及摩擦力矩的表达式,分析了轴承内部参数、转速、载荷等对刚度和摩擦力矩的影响规律,同时还分析了预紧方式和预紧力大小对滚动轴承刚度和摩擦力矩的影响。利用双层滚动轴承转速分配比的概念,将双层滚动轴承刚度和摩擦力矩简化成单层滚动轴承的刚度和摩擦力矩计算,计算了不同分配比下的双层滚动轴承刚度和摩擦力矩。其次,建立了磁悬浮轴承转子跌落到保护轴承上每个阶段的动力学模型—自由落体与碰撞模型、接触碰撞力模型和滑动模型,详细的分析了转子与保护轴承相互作用过程中的轨迹、受力情况,研究不同初始跌落条件下的转子轨迹,不同轴承刚度和阻尼下的转子冲击力,不同初始条件下的转子涡动运动情况,结合轴承刚度和转子跌落分析给出了不同受载方向的磁悬浮轴承的保护轴承安装方式。最后,进行了双层滚动轴承的静态刚度的测试以及磁悬浮转子高速跌落到滚动轴承上的试验研究。
【图文】：

照片,内圈,转子,磁悬浮轴承

大器、控制器、传感器等部件，其原理是传感器检测转子控制器产生控制信号控制功率放大器给磁轴承定子提供合心位置[6]。稳定悬浮时，转子距离磁悬浮轴承的距离即为图 1.3 所示。径向间隙和轴向间隙的大小是根据所需电磁变，，实验室磁悬浮轴承的单边径向间隙为 0.25mm，单边轴间的间隙称作保护轴承径向间隙和轴向间隙，为了保证转承间隙要小于磁悬浮轴承间隙，实验室保护轴承单边径向.15mm。转子受电磁力控制，悬浮在轴承中心位置处，一旦磁悬浮。保护轴承将受到巨大的冲击力，很可能保护轴承就没能。本实验室与某企业合作研制的磁悬浮透平膨胀机，2007轴向载荷超载，磁悬浮轴承突然失控，在 40 000r/min 的高轴承上，在巨大的振动与冲击作用下，保护轴承瞬间遭到一起，滚动轴承的保持架碎裂，径向磁悬浮轴承和转子严转子烧焊在一起的照片。

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构设计的目的是通过分析轴承内部参数对滚动轴承性能的影响来达到提命。滚动轴承的力学特性和其几何结构设计有密切关系，不同的轴承内布影响以及刚度等动态特性有着明显的影响，而这些动态特性计算均建论—Hertz 接触理论上，即如何建立滚珠与沟道之间载荷与变形的非线性出了双层滚动轴承的结构以及滚动轴承力学分析的一些基本理论。根据运动学分析，推导了双层滚动轴承的转速比，并利用 Hertz 接触理论分载荷和变形之间的非线性关系。轴承轴承结构和参数球轴承为研究对象，现分别介绍两类滚动轴承的结构特点和相关参数：α
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TH133.33

【参考文献】