圆柱滚子轴承椭圆兜孔副的静动特性及稳定性研究

作     者：李旭莹 刘延斌 宁仲 黄杰 凌金博 杨琨 

作者机构：河南科技大学机电工程学院 洛阳轴承研究所有限公司 河南科技大学机械装备先进制造河南省协同创新中心 

出 版 物：《表面技术》 (Surface Technology)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目（52175086） 

主　　题：圆柱滚子轴承 椭圆兜孔 流体润滑 静动特性 稳定性 

摘      要：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、摩擦系数、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，摩擦系数先降低后升高，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，摩擦系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。