油气润滑角接触球轴承寿命分析研究

来源 :南京航空航天大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:victorcaijun
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滚动轴承是机械传动系统中支撑旋转件、承受负载、减少摩擦损耗的关键零部件。滚动轴承经常处于高速或重载的严苛工作条件,大量摩擦生热和积累会导致轴承温度过高,使得轴承寿命大大降低,进而严重影响机械设备的正常运转。油气润滑具有精确控制油气参数、润滑冷却效率较高、耗油量低等优势,能够显著降低轴承温升,提高轴承寿命。工程应用中对轴承寿命特别关注,然而轴承寿命影响因素较多,分析评估困难。基于此,本文以油气润滑角接触球轴承为研究对象,基于载荷分析开展角接触球轴承寿命分析,对油气润滑角接触球轴承进行热分析,开展油气润滑角接触球轴承寿命研究,主要内容如下:1)基于外滚道控制理论建立了考虑油膜厚度的角接触球轴承拟静力学模型,将计算结果与文献中程序的计算结果进行了比较,验证了该模型的可靠性;研究了不同工况参数对轴承载荷分布参数的影响规律。2)开展了基于拟静力学分析的L-P寿命分析和基于应力分析的有限元寿命仿真分析;对比了仿真分析和L-P模型的结果,表明仿真解与L-P模型解基本吻合;研究了外加载荷、内圈转速和滚动体材料对角接触球轴承寿命的影响规律。3)基于CFD方法使用Fluent软件开展了油气润滑角接触球轴承流固共轭传热分析;开展了油气润滑角接触球轴承温升验证试验,仿真和试验结果比较吻合,验证了热分析方法的有效性;研究了油气润滑参数、内圈转速、外加载荷和滚动体材料对油气润滑角接触球轴承温度场分布的影响规律。4)基于Fluent热分析模型在ANSYS workbench固体求解器中重建了稳态热分析模型,通过对比表明了重建热分析模型的准确性;基于导入温度载荷的有限元应力分析开展了油气润滑角接触球轴承寿命仿真分析;研究了外加载荷、内圈转速、滚动体材料、压缩空气压力和供油量对油气润滑角接触球轴承寿命的影响规律。
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