【摩擦磨损与润滑】河南科技大学刘延斌教授团队：圆柱滚子轴承椭圆兜孔副的静动特性及稳定性研究
科技
科学
2024-12-27 16:01
重庆
![]()
![]()
目的 探究椭圆兜孔形面参数对兜孔-滚子副静动特性及稳定性的影响，为圆柱滚子轴承降摩减振的兜孔优化设计提供理论依据。方法 基于流体动力润滑理论，建立椭圆兜孔-滚子副热流体动力润滑数学模型，采用有限差分法和超松弛迭代法实现模型的求解，计算不同兜孔无量纲椭圆度和弧面偏置角下椭圆兜孔-滚子副的油膜压力分布、周向承载力、摩擦因数、温升、刚度、阻尼及界限失稳转速，研究兜孔无量纲椭圆度和弧面偏置角对兜孔-滚子副静动特性及稳定性的影响规律。结果 当无量纲椭圆度从0增加到4.61×10–3，压力峰值先增大、后趋于平稳，周向承载力逐渐降低，摩擦因数先降低、后升高，最大温升先减小、后趋于平稳，刚度、阻尼及界限失稳转速先升高后趋于平稳。当无量纲椭圆度为1.32×10–3时，椭圆兜孔-滚子副摩擦学性能最佳，温升较低，稳定性最好。当弧面偏置角从0°增加到150°，压力峰值和周向承载力先增加、后减小，摩擦因数和最大温升先减小、后升高，刚度、阻尼及界限失稳转速先升高、后降低。当弧面偏置角较小或较大时，周向承载力急剧下降。当弧面偏置角为90°时，椭圆兜孔-滚子副的润滑性能较好。结论 兜孔无量纲椭圆度和弧面偏置角对兜孔-滚子副的静动特性及稳定性影响显著。选择合适的兜孔无量纲椭圆度和弧面偏置角可明显提高兜孔-滚子副的承载能力和摩擦学性能，有效抑制温升，显著增加刚度、阻尼及界限失稳转速。
关键词：圆柱滚子轴承；椭圆兜孔；流体润滑；静动特性；稳定性本文针对圆柱滚子轴承椭圆兜孔副，建立了热流体动力润滑数学模型，探究了兜孔无量纲椭圆度和弧面偏置角对兜孔副静动特性及稳定性的影响，具体结论如下：1）随着兜孔无量纲椭圆度的增大，兜孔副的压力峰值先增大、后趋于平稳，周向承载力降低，摩擦因数先降低、后升高，最大温升先减小、后趋于平稳。随着弧面偏置角的增加，压力峰值和周向承载力先增加、后减小，摩擦因数和最大温升先减小、后升高。2）随着兜孔无量纲椭圆度的增大，兜孔副的刚度和阻尼明显升高。当无量纲椭圆度大于3.3×10–3时，刚度和阻尼变化不大。随着弧面偏置角的增加，刚度和阻尼先增大、后减小。当弧面偏置角为90°时，刚度和阻尼均达到最大值。3）随着兜孔无量纲椭圆度的增大，兜孔副的界限失稳转速先升高、后趋于平稳。当无量纲椭圆度为1.32×10–3时，界限失稳转速值最大。随着弧面偏置角的增加，界限失稳转速先升高、后降低。当弧面偏置角为90°时，界限失稳转速值达到最大。引文格式：李旭莹, 刘延斌, 宁仲, 等. 圆柱滚子轴承椭圆兜孔副的静动特性及稳定性研究[J]. 表面技术, 2024, 53(21): 73-86.
LI Xuying, LIU
Yanbin, NING Zhong, et al. Static and Dynamic Characteristics and Stability of
Elliptical Pocket Pair of Cylindrical Roller Bearing[J]. Surface Technology,
2024, 53(21): 73-86.
DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2024.21.009
