[發(fā)明專利]一種向心滾動(dòng)軸承疲勞壽命計(jì)算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910001345.1
• 申請日: 2019-01-02
• 公開（公告）號: CN109753723B
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 牛藺楷;鈕晨光;蘭媛;李國彥;李利娜;武兵;熊曉燕
• 申請（專利權(quán)）人: 太原理工大學(xué)
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F119/04;G06F119/14
• 代理公司: 太原晉科知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 任林芳

1.一種向心滾動(dòng)軸承疲勞壽命計(jì)算方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、綜合考慮PVR壓粘剛和EHD彈性流體動(dòng)壓潤滑狀態(tài)，建立滾動(dòng)軸承擬靜力學(xué)模型，具體步驟為：

S101給定套圈位置，所述套圈包括內(nèi)圈和外圈；

S102給定滾動(dòng)體位置；

S103根據(jù)滾動(dòng)體和套圈之間的相對位置，計(jì)算滾動(dòng)體和套圈之間的幾何趨近量Δ，同時(shí)，根據(jù)滾動(dòng)體和套圈的平移速度和旋轉(zhuǎn)速度，計(jì)算滾動(dòng)體和套圈在接觸點(diǎn)的平均卷吸速度；

S104根據(jù)所述幾何趨近量Δ和平均卷吸速度u，計(jì)算PVR潤滑狀態(tài)下的油膜厚度H_PVR和EHD潤滑狀態(tài)下的油膜厚度H_EHD，并將兩者中的較大者作為最終的油膜厚度H；

S105根據(jù)幾何趨近量Δ和最終油膜厚度H計(jì)算滾動(dòng)體和套圈之間的彈性變形量δ，并利用彈性變形量δ計(jì)算滾動(dòng)體與套圈之間的接觸載荷；

S106根據(jù)離心力以及滾動(dòng)體與套圈之間的接觸載荷，判斷滾動(dòng)體是否滿足受力平衡條件，若不滿足，則采用Newton-Raphson方法更新滾動(dòng)體位置，返回步驟S103，若滿足，則進(jìn)入步驟S107；

S107根據(jù)滾動(dòng)體與內(nèi)圈的之間的接觸載荷，判斷內(nèi)圈是否滿足受力平衡條件，若滿足，則輸出最后的接觸載荷，若不滿足，則采用Newton-Raphson方法更新套圈位置，返回步驟S102；

S2、根據(jù)軸承套圈的轉(zhuǎn)速ω_r以及軸承內(nèi)圈的徑向力F_r，基于所述步驟S1建立的擬靜力學(xué)模型計(jì)算滾動(dòng)體和套圈之間的接觸載荷；

S3、計(jì)算套圈的額定滾動(dòng)體負(fù)荷和當(dāng)量滾動(dòng)體負(fù)荷；

S4、計(jì)算軸承疲勞壽命；

所述步驟S104中，PVR潤滑狀態(tài)下的油膜厚度H_PVR的計(jì)算公式為：

H_PVR＝C×H_IVR；

其中，H_IVR＝4.9U/W，U表示無量綱速度參數(shù)，W表示無量綱載荷；系數(shù)k＝R_y/R_x，R_x為滾動(dòng)方向等效半徑，R_y表示與滾動(dòng)方向垂直的方向的等效半徑；

EHD潤滑狀態(tài)下的油膜厚度H_EHD的計(jì)算公式為：

其中，k′≈1.03k^0.64，G表示無量綱材料參數(shù)；所述步驟S105中，滾動(dòng)體和套圈之間的彈性變形量δ的計(jì)算公式為：

其中，R_x為滾動(dòng)方向等效半徑；

滾動(dòng)體與套圈之間的接觸載荷Q的計(jì)算公式為：

Q＝Kδⁿ；

其中，K表示赫茲接觸剛度系數(shù)，n表示系數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種向心滾動(dòng)軸承疲勞壽命計(jì)算方法，其特征在于，所述步驟S106中，判斷滾動(dòng)體是否滿足受力平衡條件的方法為：計(jì)算第j個(gè)滾動(dòng)體所承受的內(nèi)圈接觸載荷Q_ij、離心力F_cj的合力與外圈接觸載荷Q_oj之間的誤差ε_b：

ε_b＝Q_ij+F_cj-Q_oj；

若ε_b滿足精度，則判定滾動(dòng)體滿足受力平衡條件，否則判定不滿足；

所述步驟S107中，判斷內(nèi)圈是否滿足受力平衡條件的方法為：計(jì)算內(nèi)圈徑向力Fr與滾動(dòng)體接觸載荷合力之間的誤差ε_r：

其中θ_j表示第j個(gè)滾動(dòng)體的方位角，若誤差ε_r滿足精度，則判定套圈滿足整體平衡條件，否則判定不滿足。