高速圆柱滚子轴承保持架动力学特性分析

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1、文章编号：１０００－８０５５（２０１４）０１－０２０７－０９ｄｏｉ：１０．１３２２４／ｊ．ｃｎｋｉ．ｊａｓｐ．２０１４．０１．０２７高速圆柱滚子轴承保持架动力学特性分析邓四二，顾金芳，崔永存，孙朝阳（河南科技大学机电工程学院，河南洛阳４７１００３）摘要：建立了高速圆柱滚子轴承动力学微分方程，采用精细积分法和预估－校正Ａｄａｍｓ－Ｂａｓｈｆｏｒｔｈ－Ｍｏｕｌｔｏｎ多步法相结合的算法，对高速圆柱滚子轴承动力学微分方程进行求解，并对保持架的动力学特性进行了理论分析．结果表明：过大的保持架间隙比不利于保持架稳定运转；在一个套圈固定、另一个套圈工作状态下，保持架引导方式采用旋转套圈引导

2、时，保持架打滑率较低；保持架采用外引导方式时保持架质心运动较为稳定；在内外圈同向旋转且外圈转速高于内圈转速条件下，保持架采用外引导方式时，保持架打滑率较低；在内外圈反向旋转且外圈转速高于内圈转速条件下，保持架质心轨迹变得不规则；保持架采用外引导方式时，保持架打滑率为负值．关键词：圆柱滚子轴承；保持架引导方式；保持架动态特性；保持架打滑率；保持架质心轨迹中图分类号：Ｖ２３３．４５文献标志码：ＡＡｎａｌｙｓｉｓｏｎｄｙｎａｍｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｃａｇｅｉｎｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌｒｏｌｌｅｒｂｅａｒｉｎｇＤＥＮＧＳｉ－ｅｒ，ＧＵＪｉｎ－ｆａｎｇ

3、，ＣＵＩＹｏｎｇ－ｃｕｎ，ＳＵＮＣｈａｏ－ｙａｎｇ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｔｒｏｎｉｃｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｅｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＬｕｏｙａｎｇＨｅｎａｎ４７１００３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｙｎａｍｉｃｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｅｑｕａｔｉｏｎｏｆａｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌｒｏｌｌｅｒｂｅａｒｉｎｇｗａｓｅｓ－ｔａｂｌｉｓｈｅｄ．Ｆｉｎｅｉｎｔｅｇｒａｌｍｅｔｈｏｄａｎｄｐｒｅｄｉｃｔ－ｃｏｒｒｅｃｔＡｄａｍｓ－Ｂａｓｈｆｏｒｔｈ－Ｍｏｕｌｔｏｎｍｕｌｔｉ－ｓｔｅｐｍｅｔｈｏｄｗｅｒｅｕｓ

4、ｅｄｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｅｑｕａｔｉｏｎｓｏｆｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌｒｏｌｌｅｒｂｅａｒｉｎｇ．Ｔｈｅｎｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｃａｇｅｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄａｎｄｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｓ：ｉｔｓｕｎｌｉｋｅｌｙｔｏｋｅｅｐｓｔａｂｌｅｒｏｔａｔｉｏｎｏｆｃａｇｅｗｈｅｎｔｈｅｒａｔｉｏｏｆｐｏｃｋｅｔｃｌｅａｒａｎｃｅｔｏｇｕｉｄｉｎｇｃｌｅａｒａｎｃｅｂｅｃｏｍｅｓｔｏｏｌａｒｇｅ；ｗｈｅｎｏｎｅｏｆｔｈｅｒｉｎｇｓｉｓｆｉｘｅｄ，ｔｈｅｏｔｈｅｒｉｓｗｏｒ

5、ｋｉｎｇａｎｄｔｈｅｃａｇｅｇｕｉｄｅｄｂｙｔｈｅｒｏｔａｔｉｎｇｒｉｎｇｈａｓｌｏｗｅｒｓｌｉｐｒａｔｉｏ；ｉｔｉｓｈｅｌｐｆｕｌｆｏｒｓｔａｂｌｅｍａｓｓｃｅｎｔｅｒｍｏｔｉｏｎｏｆｃａｇｅｗｈｅｎｔｈｅｃａｇｅｉｓｇｕｉｄｅｄｂｙｏｕｔｅｒｒｉｎｇ；ｗｈｅｎｔｈｅｂｅａｒｉｎｇｉｓｃｏ－ｒｏｔａｔｉｎｇａｎｄｉｔｓｏｕｔｅｒｒｉｎｇｓｓｐｅｅｄｉｓｌａｒｇｅｒｔｈａｎｉｔｓｉｎｎｅｒｒｉｎｇｓｓｐｅｅｄ，ｔｈｅｃａｇｅｉｓｇｕｉｄｅｄｂｙｏｕｔｅｒｒｉｎｇ，ａｎｄｔｈｅｃａｇｅｈａｓｌｏｗｅｒｓｌｉｐｒａｔｉｏ；ｗｈｅｎｔｈｅｂｅａｒｉｎｇｉｓｃｏｕｎｔｅｒ－ｒｏｔ

6、ａｔｉｎｇａｎｄｉｔｓｉｎｎｅｒｒｉｎｇｓｓｐｅｅｄｉｓｓｍａｌｌｅｒ，ｍａｓｓｃｅｎｔｅｒｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｏｆｃａｇｅｂｅｃｏｍｅｓｉｒｒｅｇｕｌａｒ；ｔｈｅｖａｌｕｅｏｆｃａｇｅｓｌｉｐｒａｔｉｏｂｅ－ｃｏｍｅｓｎｅｇａｔｉｖｅｗｈｅｎｔｈｅｃａｇｅｉｓｇｕｉｄｅｄｂｙｏｕｔｅｒｒｉｎｇ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌｒｏｌｌｅｒｂｅａｒｉｎｇ；ｇｕｉｄｉｎｇｔｙｐｅｏｆｃａｇｅ；ｄｙｎａｍｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｃａｇｅ；ｃａｇｅｓｌｉｐｒａｔｉｏ；ｍａｓｓｃｅｎｔｅｒｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｏｆｃａｇｅ收稿日期：２０１２－１１－１６基金项目：

7、国家“十一五”科技攻关项目（ＪＰＰＴ－１１５－１８９）；国家“十二五”科技攻关项目（ＪＰＰＴ－ＺＣＧＸ１－１）；河南科技大学博士基金（０９００１３９８）作者简介：邓四二（１９６３－），男，江苏丹阳人，教授、博士生导师，博士，研究方向为滚动轴承设计及理论．Ｅ－ｍａｉｌ：ｄｓｅ＠ｍａｉｌ．ｈａｕｓｔ．ｅｄｕ．ｃｎ２０８航空动力学报第２９卷对于航空发动机主轴轴承所使用的高速圆柱滚子轴承，其失效不仅是疲劳破坏，更多情况下是由于滚动轴承的保持架运动不稳定性引起保持架的早期破坏以及滚子打滑引起的内圈滚道磨损．而中