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题名考虑游隙变化的圆柱滚子轴承疲劳寿命分析
被引量：3
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作者
张珂
胡凌宽
阎卫增
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机构
上海应用技术大学机械工程学院
上海人本集团轴承技术研发有限公司
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出处
《机电工程》
CAS
北大核心
2024年第8期1317-1329,共13页
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基金
国家自然科学基金资助项目(11672186)。
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文摘
针对传统的轴承寿命计算方法难以探究工作径向游隙对圆柱滚子轴承寿命的影响问题,提出了一种圆柱滚子轴承工作游隙的理论计算模型和考虑工作径向游隙的轴承寿命计算模型。首先,研究了过盈配合、离心力、温度、径向载荷、动压润滑油膜对径向游隙的影响机制,建立了圆柱滚子轴承工作游隙理论计算模型;然后,根据轴承工作游隙理论计算模型,将最大滚动体载荷与轴承工作游隙联系起来,建立了考虑工作径向游隙的轴承寿命计算模型;最后,以SFW250-8/850卧式水力发电机主轴上的圆柱滚子轴承SKF N324为研究对象,针对标准中定义的五个原始径向游隙组,根据轴承工作游隙理论计算模型计算得到了五个工作径向游隙组,再根据考虑工作径向游隙的轴承寿命计算模型,分析了五个工作径向游隙组的载荷分布和寿命,以此确定最佳工作游隙组,模型结果与ISO/TS 16281:2008计算结果、RomaxDesigner仿真结果作对比,验证了计算模型的可靠性。研究结果表明:过盈配合对轻载和中载条件下轴承的径向游隙影响最大,变化量分别为-30.768μm和-16.413μm;温度对重载条件下轴承的径向游隙影响最大,变化量为-16.866μm;轻载工况下游隙值为-43μm时,承担载荷的滚子数量为9个,寿命达到最大值48187 h,径向游隙的变化会影响轴承接触应力分布和受载滚子数量,进而影响轴承的寿命,不同载荷下轴承的最佳工作游隙值不同;轴承寿命计算模型的计算结果与ISO/TS 16281:2008的计算结果误差为3.48%,与Romax仿真结果误差为4.71%。该模型更贴近实际工况,可为轴承设计提供参考,并可根据实际工况选择合适的游隙来延长轴承使用寿命。
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关键词
滚动轴承
滚柱轴承
工作径向游隙
原始径向游隙
载荷分布
轴承寿命计算模型
过盈配合
轴系温度场
RomaxDesigner
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Keywords
rolling bearing
roller bearings
working radial clearance
original radial clearance
load distribution
bearing life calculation model
interference fits
shafting temperature field
RomaxDesigner
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分类号
TH133.33
[机械工程—机械制造及自动化]
TM312
[电气工程—电机]
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题名转子不对中度对中介圆柱滚子轴承动态性能影响分析
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作者
范新强
邓四二
崔永存
高利霞
晏军
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机构
河南科技大学机电工程学院
中国航空发动机集团有限公司四川燃气涡轮研究院
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出处
《机电工程》
北大核心
2025年第6期1013-1023,共11页
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基金
国家自然科学基金资助项目(52105182)。
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文摘
针对转子不对中导致航空发动机双转子轴承-轴系统中介轴承失效的问题,对中介轴承性能受转子不对中度的影响规律进行了研究。首先,基于滚动轴承动力学和转子动力学理论,建立了滚动轴承-双转子系统不对中动力学模型,并采用了预估-校正Gear刚性积分器(GSTIFF)变步长积分算法求解了动力学微分方程组;然后,分析了转子平行不对中度与偏角不对中度对中介轴承滚子与滚道间接触应力、保持架打滑率、质心轨迹、振动特性以及轴承寿命的影响规律;最后,通过滚动轴承-双转子系统试验台转子不对中试验,对动力学仿真结果的准确性进行了验证。研究结果表明:平行不对中度与偏角不对中度的增大均会导致滚子与滚道间接触应力增加,使保持架打滑率降低;转子不对中会影响中介轴承的稳定性,不对中度的增加会导致轴承内圈频率谐波次数及对应幅值增加,并使轴承内圈质心轨迹发生改变,使轴承寿命减小;偏角不对中对滚子与滚道间的接触应力以及轴承寿命的影响远大于平行不对中,偏角不对中度超过12′时,轴承寿命低于4000 h,为满足航空发动机轴承寿命需求,该圆柱滚子轴承偏角不对中度应小于12′。该研究为探寻转子不对中度对中介轴承动态性能的影响规律提供了进一步的理论依据。
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关键词
轴承-轴系统动力学模型
中介轴承失效
平行不对中度与偏角不对中度
振动特性
轴承疲劳寿命计算模型
Gear刚性积分器
动力学微分方程组
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Keywords
dynamic model of bearing-rotor system
intermediate bearing failure
parallel misalignment degree and angular misalignment degree
vibration characteristics
calculation model of bearing fatigue life
Gear stiff integrator(GSTIFF)
dynamic differential equations
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分类号
TH133.332
[机械工程—机械制造及自动化]
V233.45
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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