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高速球轴承打滑研究进展(一)

随之能源和传动齿轮程序的旋转部件向高速、低摩擦、轻量化方向发展,高球滚柱轴承的打滑问题越发越因起用户的重要。易滑倒因起滑动摩擦发热怎么办和磨损情况,就可以以至于轴承型号受损而显示太晚已过期。整体梳理了球轴承打滑理论、机理、试验研究进展、影响因素和防止打滑的轴承预紧力的确定,提出了当前探析中谈谈润化剂黏滞风阻的印象,结合载荷系数下球与沟道的波动翻转,时变情况的易滑倒测试等探析的过低,往后的探析路径应聚焦于考虑实际润滑和特殊工况的打滑机理和试验研究,以及与轴承工况结合的预紧力优化


🐓现在航空运输航天部、快速路精密仪器数控、新能源环卫车类型资源汽车行业等科技领域对能量设计和链传动设计利用率需求的提升,设备主机对滚针轴套型号速比和质保期短的需求也愈来愈越高。快速路球滚针轴套型号中球与沟道的相应滚动条和坚持架的平稳性是导致滚针轴套型号动态数据性和工做质保期短的注重元素,也是快速路球滚针轴套型号研究方案的热点话题和困惑。


1、球的轴承滑链方式

角学习球滑动轴承球在沟道上旋转会再次发生差动滑动、自旋滑动和陀螺滑动,球在方向位置世界坐标系系中的角速度矢量如图1所示,图中:Oixiyiz为惯性坐标系;Obxbybz为球的方位坐标系;O位于球的几何中心并随球心转动;x轴沿轴承轴向;z轴始终沿轴承径向向外;xty分别为球与沟道接触椭圆的短轴和长轴方向;αiαe 分别为球与内、外圈的接触角;Ψ 为球的方位角;ωb 为球的自转角速度;ωbxωbyωbz 分别为球的自转角速度在方位坐标系中的速度分量;ωby 为陀螺滑动速度分量;ωbxωbz 和套圈角速度在球与内外沟道的接触坐标系中又可分解为垂直于接触表面的自旋滑动(ωseωsi)和沿滚动方向的纯滚动速度分量。

图1 角接处球的轴承中球的角强度矢量素材示效果图

♌Fig.1 Diagram of angular velocity vector of ball in an angular contact ball bearing


ꦇ球在內外沟道上拖动时,在使用居民小区部产生局布差动拖动。绕城高速操作下离心分离力和陀螺玩具载荷特别增强,球的运动健身会比较有难度。球滚动轴承的跑偏氛围左右4种玩法:

1)陀螺图片滚动条。꧂球的自转动轴线与公转动轴线起鼓行时候制造溜溜球扭矩,当纵向圈接受区所可以提高的矛盾扭矩不大于溜溜球扭矩时,球将制造溜溜球划屏。溜溜球划屏是球对纵向沟道的整体的划屏,其放向铅直于拖动放向,即沿接受椭圆形长轴。在拟静结构结构力学沙盘模型中,溜溜球划屏一般说来是被克制的,而动结构结构力学的分析因为溜溜球划屏是难以以免的。


2)拖动划屏。⭕在离心分离力的效果下球与内圈的触及受力急剧减掉,球或者与内圈离开,出现球与内圈的拖和牵引力急剧减掉,当拖和牵引力少于球感受到的滑润剂黏滞风阻及长期保持架风阻时,球在其中圈沟道上会形成拖动划屏。拖动划屏是球较为内圈沟道的整个划屏,其走向沿触及正方形短轴走向。


3)滚动旋转♕的轴承启动环节中球在的不同角的位置处因接处角或拖动指数变迁产生球自旋或悠悠球自行车运动的车速份量增多,而倾斜角于翻滚大方向的螺杆旋转的车速份量有效的减小,进而产生球的公转的车速影响。


4)瞬时滚动条。🙈在联手荷载系数负荷率或换挡负荷率下,球与沟道的相处荷载系数或拖原因没预兆變化,及及球与保持稳定架的蠕变碰撞测试会造成球在沟道上产生瞬时旋转。


ꦰ的轴承型号真正高速运转中受如何、保养、生产等基本参数的会影响,球与沟道之間并非并且有哪几种划屏方式。 球在沟道上打滑的现象影响的油膜截取视频制造很多的磨擦热,另外会因为油升温高,保养油粘度和油膜板材厚度减短,机会会产生黑色金属碰触,才能影响沟道的划伤或受到磨损,产生的轴承型号gps精度降低或尽早报废,可能会产生虚拟主机卡死。


🅷故此,研发速度球滚针滚柱轴承的跑偏,并进行有效率保护以减少或应对跑偏,对增加速度球滚针滚柱轴承业务特点,缩短适用壽命拥有关键的现在目的。


2、球轴承型号脱链规则

𝓀基本概念套圈调整的抽象化假定,资料[6]提出了了能承受拉力动载荷的球联轴器不会发生陀螺玩具滚动的标准,即

式中:M为陀螺力矩,N·mm;Qe 为球与控制套圈(外圈)的法向接触载荷,N;Dw为球径,mm。


🐟文献[7]通过试验研究了角接触球轴承在轴向载荷下球的运动,分析得出陀螺图片扭距及离精力力相应对球的角时速反应明星,当满足(2)式时,试验观察到球的角速度与理论值存在明显偏差,表明球在滚动方向上发生了打滑。

式中:Z为球数;Fe 为球的离心力,N;F为轴向预紧力,N。


文献[8]通过大量的计算机模拟计算,给出了轴承不发生圆周方向上整体滑动的准则,该经验公式将内圈最大赫兹接触应力 σmax 与轴承尺寸、工况条件相关联,即


式中:n为轴转速,r/min;Dpw 为球组节圆直径,mm;η 为工作温度下润滑剂黏度,Pa·s。


文献[9]摆脱套圈控制假设,考虑弹性流体动力润滑的影响,按照解密措施得到了持续架转动速度与轴转动速度之比随心轴负荷的变迁,同时以此知道角使用球轴承不有打滑的现象的临介转矩承载力。


𓆉以上内容滑链为原则可经由的轴承型号拟静热学了解算起,并由此确立的轴承型号不滑链想要的最大预紧力,但只可用以于顶住纯支承动载荷的工程状况。


ౠ对于容忍共同载重即时变工作状况的球滚针轴承打滑的现象定量分析,需要以干劲学模形为知识基础。通常利用球或保持架打滑率来表示轴承打滑程度,打滑率定义为


式中:ωc 为提高架事实上轉速,rad/s;ωcth 是基于纯转动水平计算方法的提高架概念转动速度;α 为接触的面积角;ω为内圈角快速。


3、球轴承套抱死概念科研

球滚柱轴承的跑偏是个角度瞬态全过程,对于拟静运动学性模型工具的准稳态浅析方式难为准陈述和预计球的跑偏个人行为。之所以,落实动力机学性浅析理论研究是球王会 国家外共同体的發展市场需求。


3.1 国外

文献[10]最早提出了球轴承保持架动力学模型,可通过数值仿真分析保持架的运动,对于球的运动考虑了弹性流体动力、牵引力、黏弹力、保持架阻力等的影响,但其基于力失衡的拟静流体力学形式判别球的沟道地址和角速率,球的有氧运动会受到干涉,而使不许用以分析球的瞬时抱死的问题。文献[ 11-12]建立了滚针轴承各零部件的的中长跑微分方程式,用参数兑换积分获得了零部件的瞬态的中长跑特征参数,联合开发了高级滚动轴承动力学分析程序 ADORE,能够模拟时变工况及复杂载荷下轴承零件的一般运动,为轴承设计和运动仿真提供了先进工具。Gupta🤪 动力学模型将回弹力流体原因原因牵引机力表格函数化,提高了计算效率,可预测任意牵引力曲线下球的各种滑动和磨损率,但该动力学模型过于复杂,不便于工程应用。


💞文献[5,13]提出了包括陀螺力矩和离心效应的动态模型,通过弹性流体动力润滑理论获得球与沟道之间的牵引力,研究了角接触球轴承承受纯轴向载荷以及径向、轴向联合载荷的不同打滑机理。对于纯径向受力负荷,各用求出了杜绝拖动易滑倒和溜溜球向下需要径向受力的运算计算方式,并说出必免拖动向下需要的受力常见高于必免溜溜球向下需要的受力;在径向、径向共同受力负荷下,球开始和偏离乘载区时易滑倒不能杜绝,由于凭借在乘载区保持翻转接处区的條件选定临界点受力;打滑准则考虑了载荷、变速工况和润滑剂的牵引特性,预测结果更符合实际工况。为便于工程应用,动态模型也做了诸多简化,比如假定球与内外沟道的接触力、接触角、油膜厚度相同,接触面的滑移速度恒定等。


🌼文章[14]搭建了角使用球滚针轴承五随心所欲度准静态数据模型工具,为 Hirano 跑偏的现象行为准则研讨会了负载联动负载、时速及预紧行为对球与沟道跑偏的现象的作用,导致表面轮毂轴承不易滑倒所用的轴上预紧力随转速比的多而过大;定压预紧下內外圈弯曲或扭力承载力会诱发易滑倒地区多,而手机定位预紧下內外圈弯曲会诱发额外的的轴上承载力,易滑倒地区也不会多。


3.2 全球

💯文献[15]较早利用拟动力学方法分析轴向承载高速路球滑动轴承套的跑偏的现象,可按照其钢球公拐角处速度快、玩角和疲劳度期等因素随支承力影响的相互关系肯定最长预超载负荷。论文资料[16]使用拟静结构力学结构与拟扭结构力学结构相混合在一起的方式方法分享经受合作超载负荷时球滑动轴承套的跑偏的现象,可按照其安装球和维持架的跑偏的现象率肯定临界状态支承超载负荷。


♌随着滚动轴承动力学模型的发展,高速轴承的打滑问题引起国内学者的广泛应用留意。论文参考文献资料[17]设立了飞速翻动联轴器趋势学模式,经过弹流润滑油牵引机力模式和严防悠悠球枢轴上下规范,得到了了严防翻动体抱死的较大轴上力。论文参考文献资料[18-20]建立了滚动体变载荷及变转速工况下的打滑动力学模型,研究滚动体进入承载区的咬入打滑及加速工况下的打滑特性,其动力学模型有一定的简化,滚动体只有自转和公转2个方向的自由度,且未考虑润滑剂拖动性能的影响。文献[21]建立了涡动工况下滚动体运动学及动力学模型,从系统角度分析外部特殊工况(比如涡动)对轴承打滑的影响,分析指出压挤油膜阻尼器的联轴器中的涡动使的联轴器的最少膜厚随意间震荡,对的联轴器的易滑倒不利于。


🌺论文参考文献[22-23]针对欧拉式子形成了角碰到球的轴承脱链发动机学建模方法,具体分析了心轴、径向携手力矩用处时球滚动访问速度中途间和地方的的变化自然规律,实验揭示径向剪力的的功效使球抱死流速沿沟道周向冒出周期时间性的变化,且随径向剪力减少,抱死流速和抱死范围之内均偏态加剧。


文献[24]建立了角接触球轴承–转子系统的动力学分析模型,研究了润滑剂黏度、保持架引导方式和轴向预紧力对轴承启动加速和停止减速过程以及打滑的影响,结果表明高黏性滑润油使开机加快比较慢且消停降速变快,内圈干预时轴套型号的开机加快最慢,轴上预载过高将以至于轴套型号在开机及保持稳定在运转步骤情况重要易滑倒。文献[25]基于 Gupta 模型建立了考虑沟道表面波纹度及保持架冲击碰撞的动力学模型,分析了表面波纹度最大幅值及波数对保持架打滑率的影响,结果表明始终维持架打滑的现象率随接触面气泡度最明显幅值的不断增强而变大,随内圈气泡度波数的变大而变大。文献[26]建立了摆动工况深沟球轴承动力学模型,研究了不断进出承载区和非承载区内钢球的打滑特性,结果表明甩动过量空气系数下的钢球脱链很大达到平稳性运转过量空气系数下的钢球脱链。文献[27]建立了考虑轴承保持架兜孔和滚动体润滑和碰撞过程的保持架动力学模型,分析了轴承预紧力、径向载荷、内圈转速等对保持架打滑率的影响,结果表明🦂增大预紧力或径向载重能能降恢复架滑链率,高速路时外载重对恢复架滑链率的引响越大,给定预紧下内圈转数变大时恢复架滑链率变大,帮助时候与兜孔时候参考值增高时恢复架滑链率降


3.3 总结

通过文献梳理发现,滚动轴承的打滑研究随着力学模型的发展而不断深入,陀螺玩具向下和拖动向下以拟静力学性对模型为条件,而运转向下和瞬时向下以推磁学模式为基本知识。基于拟静力学模型的打滑分析考虑了离心力、陀螺效应及润滑剂黏滞阻力的影响,根据拖动滑动和陀螺滑动准则可以判断轴承是否发生打滑并确定合适的预紧力,但只适用于纯轴向载荷工况。基于动力学模型的打滑分析可考虑复杂工况下滚动体的瞬时滑动,并以打滑率表征打滑程度。目前,对于联合载荷下滚动体进入和离开承载区时的打滑以及变速工况下球与沟道的拖动打滑已有不少研究,但对于球与保持架的冲击碰撞导致的瞬时滑动研究还较少

(未结待续)

(起源:轴承型号杂志网站社)

引文版式:

张涛.快速路球滚针轴承型号易滑倒探究进况[J].滚针轴承型号,2021(11):10-15.


诗人简单

𝓀张涛,男,1989年生,201八年毕业证于郑州大学专业,工学搏士。现为郑州集优机械性局限平台联轴器技能中心站产品研发的投资项目技术工程师,注意考证挂靠滚屏联轴器扭矩学、振动学制作科学研究的工作。算作体系化职工同时参与者祖国国防安全科工局的投资项目立项的各个重心的投资项目,为的投资项目典例类型联轴器静态安全性能改善可以提供了按理来说重要依据,并使用试验装置证实,完成了较好的目的。以第一次小说作品个人申请研制成功申请2项,在国产外体系化期刊整形论文发过整形论文11篇。E-mail:zhangtao5512@126.com。



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