加速工况下高速圆柱滚子轴承打滑分析

针对高速轻载圆柱滚子轴承打滑问题,在考虑轴承涡动、径向游隙变化和内圈加速工况基础上,建立了高速轻载圆柱滚子轴承运动学和动力学模型,研究了有无涡动、不同径向载荷、内圈加速度和径向游隙等因素对圆柱滚子轴承打滑特性的影响。研究结果表明:在轴承加速过程中,保持架转速、打滑率和油膜厚度均随时间呈上升趋势,但当涡动存在时会使保持架转速、打滑率和油膜厚度在上升过程中出现抖动;增大径向载荷和径向游隙有利于减小保持架的打滑率。

加速工况下圆柱滚子轴承运动特性

为了准确分析加速过程中圆柱滚子轴承的运动特性,建立圆柱滚子轴承动力学模型,模型中考虑加速度、运行工况、结构参数以及润滑剂流变特性等参数,对轴承运动特性进行瞬态以及时变分析。研究结果表明:考虑润滑剂的黏弹性可以提高动力学模型的预测精度。加速度对轴承打滑影响较大,尤其对非承载区滚子的转速影响较大;加速度越大,轴承滚子和保持架打滑越严重;轴承在加速过程中,滚子转速随时间呈阶梯上升,而保持架转速呈线性增大;滚子由承载区进入非承载区时,滚子转速先略微减小,由非承载区进入承载区时,滚子转速骤然增大;滚子与内滚道间相对滑动速度vij大于滚子与外滚道间的相对滑动速度voj,由于加速度的影响,相对滑动速度voj的方向在最大承载区附近发生变化;在非承载区,滚子与内滚道相对滑动速度较大,大载荷以及小轴承游隙可以有效减小相对滑动速度。

高速圆柱滚子轴承保持架动态特性分析

基于Adams软件建立了考虑润滑作用的高速圆柱滚子轴承动力学模型,采用正交试验法对轴承结构参数进行了多目标优化设计,研究了不同工况及轴承结构参数对轴承保持架动态特性的影响。结果显示:内圈转速对保持架打滑率的影响最大,引导间隙对保持架打滑率的影响最小;引导间隙对保持架运转稳定性的影响最大,滚子个数对保持架运转稳定性的影响最小。经过优化设计获得了保持架打滑率及运转稳定性的轴承结构参数最佳组合。保持架打滑率随内圈转速及引导间隙的增加而增加,随径向载荷、滚子个数及径向游隙的增加而减小。保持架运转稳定性随内圈转速及引导间隙的增加而增强;随径向游隙的增加而降低;存在合理的径向载荷及滚子个数使保持架运转稳定性最好。

高速轻载圆柱滚子轴承打滑特性试验与分析

针对航空发动机圆柱滚子轴承在高速轻载条件下的打滑问题,开展试验与理论研究。基于滚动轴承打滑试验,探究内圈转速、径向载荷对轴承打滑特性的影响。同时考虑轴承工作径向游隙变化,求解滚子受力情况与轴承总力矩,并结合试验结果进行分析。研究表明,轴承内圈转速低于10000 r/min时,径向载荷增大使轴承工作径向游隙增大,同时加剧轴承打滑程度。随着内圈转速升高,轴承工作径向游隙逐渐减小;存在内圈临界转速,此时轴承打滑率最大。不同径向载荷下内圈临界转速有所差别,本次试验所得内圈临界转速在7000~8000 r/min之间。轴承整体滚子的总力矩直接影响轴承打滑程度。