[發(fā)明專利]一種滾動(dòng)軸承溫度分析相關(guān)經(jīng)驗(yàn)公式的校正方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010542415.7
• 申請(qǐng)日: 2020-06-15
• 公開（公告）號(hào): CN111881523B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹君慈;王宇;李偉力;劉瑞芳;佟慶彬;李棟;陳思;張奕黃;閆華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/17
• 分類號(hào): G06F30/17;G06F30/23;G06T17/00;G06F119/08
• 代理公司: 北京衛(wèi)平智業(yè)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11392
• 代理人: 張新利;謝建玲

本發(fā)明提供的一種滾動(dòng)軸承溫度分析相關(guān)經(jīng)驗(yàn)公式的校正方法，具體步驟為：確定滾動(dòng)軸承溫度分析的基本參數(shù)；選定瞬態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)；基于經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算溫升實(shí)驗(yàn)對(duì)應(yīng)工況下滾動(dòng)軸承的生熱量和潤(rùn)滑劑對(duì)流換熱系數(shù)；采用有限元方法分析滾動(dòng)軸承的瞬態(tài)溫度分布；對(duì)比溫升實(shí)驗(yàn)和有限元方法所得滾動(dòng)軸承溫度曲線的瞬態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)，計(jì)算差值；利用急加速實(shí)驗(yàn)和耐久性實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行校核，計(jì)算最終等效系數(shù)。本發(fā)明所述方法準(zhǔn)確修正了滾動(dòng)軸承溫度分析的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)公式，實(shí)現(xiàn)了滾動(dòng)軸承溫度的精確計(jì)算。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電氣及機(jī)械工程領(lǐng)域，具體涉及一種滾動(dòng)軸承溫度分析相關(guān)經(jīng)驗(yàn)公式的校正方法。

背景技術(shù)

滾動(dòng)軸承在設(shè)備運(yùn)行過程中連接旋轉(zhuǎn)部件與靜止部件，是牽引電機(jī)或齒輪箱的重要組成部分，其熱穩(wěn)態(tài)特性決定著機(jī)械設(shè)備和整個(gè)系統(tǒng)的安全性能，機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)于滾動(dòng)軸承的溫度分析必不可少。

滾動(dòng)軸承的溫度分析方法可分為有限元分析法、節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)法和計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)方法，其中最關(guān)鍵的步驟是滾動(dòng)軸承生熱量和潤(rùn)滑劑對(duì)流換熱系數(shù)的計(jì)算。此類相關(guān)經(jīng)驗(yàn)公式大多基于幾何模型或?qū)嶒?yàn)數(shù)據(jù)推導(dǎo)，將滾動(dòng)軸承模型簡(jiǎn)化為具有固定形狀、體積的標(biāo)準(zhǔn)幾何體，采用數(shù)理方法分析得出，可作為近似計(jì)算，應(yīng)用于精度不高的場(chǎng)合，具有一定的理論價(jià)值和借鑒意義。但考慮到滾動(dòng)軸承工作條件的復(fù)雜性，對(duì)于一些特定機(jī)械設(shè)備，軸承溫度受摩擦生熱、自旋生熱、潤(rùn)滑脂冷卻等多種因素的影響，經(jīng)過近似或簡(jiǎn)化后的經(jīng)驗(yàn)公式比較粗糙，不能完全作為生熱量和對(duì)流換熱系數(shù)計(jì)算的依據(jù)，基于這些經(jīng)驗(yàn)公式所分析的滾動(dòng)軸承溫度分布與實(shí)驗(yàn)情況相比存在較大差距。

目前，針對(duì)滾動(dòng)軸承的相關(guān)專利可分為以下幾類：1、軸承溫度監(jiān)測(cè)元件、裝置或系統(tǒng)(參考中國(guó)專利號(hào)201910224495.9)；2、新型滾動(dòng)軸承及軸承組件(參考中國(guó)專利號(hào)201711285308.5)；3、軸承材料的制造方法(參考中國(guó)專利號(hào)201610679121.2)；上述專利均未提及到關(guān)于滾動(dòng)軸承的溫度分析內(nèi)容。

由于滾動(dòng)軸承溫度分析相關(guān)經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)于溫度分布結(jié)果具有較大影響，因此有必要對(duì)這些經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)，設(shè)計(jì)一種合理、準(zhǔn)確的校正方法。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種一種滾動(dòng)軸承溫度分析相關(guān)經(jīng)驗(yàn)公式的校正方法，本發(fā)明的技術(shù)解決問題是：解決滾動(dòng)軸承溫度分析相關(guān)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算精度低、適應(yīng)度差的問題，更精確地服務(wù)于滾動(dòng)軸承生熱量和潤(rùn)滑劑對(duì)流換熱系數(shù)的計(jì)算，提高滾動(dòng)軸承溫度分析準(zhǔn)確性。

為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：

一種滾動(dòng)軸承溫度分析相關(guān)經(jīng)驗(yàn)公式的校正方法，包括以下步驟：

步驟1：根據(jù)所要校正的滾動(dòng)軸承溫度分析相關(guān)經(jīng)驗(yàn)公式，確定滾動(dòng)軸承溫度分析所需基本參數(shù)；

步驟2：提取滾動(dòng)軸承溫升實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)溫度曲線，根據(jù)曲線變化選定實(shí)驗(yàn)瞬態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)；

步驟3：參照步驟1的基本參數(shù)，根據(jù)滾動(dòng)軸承溫度分析相關(guān)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算溫升實(shí)驗(yàn)不同工況下滾動(dòng)軸承的生熱量和潤(rùn)滑劑對(duì)流換熱系數(shù)；

步驟4：建立滾動(dòng)軸承及軸承座三維溫度場(chǎng)求解模型，根據(jù)步驟3得到的滾動(dòng)軸承的生熱量和潤(rùn)滑劑對(duì)流換熱系數(shù)施加載荷和邊界條件，采用有限元方法進(jìn)行滾動(dòng)軸承的瞬態(tài)溫度場(chǎng)分析；

步驟5：提取有限元方法所得仿真溫度曲線的仿真瞬態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)實(shí)驗(yàn)瞬態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)和仿真瞬態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行比對(duì)，計(jì)算各指標(biāo)差值，若差值滿足給定精度要求，則繼續(xù)下一步計(jì)算，否則引入等效系數(shù)，將等效系數(shù)與滾動(dòng)軸承溫度分析相關(guān)經(jīng)驗(yàn)公式相乘作為新經(jīng)驗(yàn)公式，計(jì)算滾動(dòng)軸承的生熱量和潤(rùn)滑劑對(duì)流換熱系數(shù)，返回步驟4重新進(jìn)行有限元瞬態(tài)溫度分析；

步驟6：利用急加速實(shí)驗(yàn)和耐久性實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行校核，確定最終等效系數(shù)，將最終等效系數(shù)與經(jīng)驗(yàn)公式相乘作為校正后的經(jīng)驗(yàn)公式。