高速机床轴承温升分析及试验研究

高速机床中的轴承摩擦热会引起滚动体变形、"烧轴"等现象,进而导致轴承疲劳寿命降低,影响设备正常运行.以高速角接触球轴承7003C为例,在高速角接触球轴承拟静力学分析的基础上,对轴承进行受力分析.利用局部法建立轴承的摩擦功耗计算模型;在传热学的基础上分析轴承系统传热,建立热传递模型;利用有限元软件建立轴承系统温升模型并进行温升仿真,分析转速、轴向力、润滑油温度对轴承系统温升的影响规律.最后,设计温升试验并与理论仿真进行了对比验证.结果表明,轴承转速增加、轴向力增大均会使轴承系统温升增加,钢球处温升最高,其次是内圈,最后是外圈;润滑油温度对轴承系统温度变化有重要作用.利用高速轴...

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Published in机械传动 Vol. 47; no. 9; pp. 129 - 136
Main Authors 李江山, 袁勇, 郝大庆, 陈后清, 张占立
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 洛阳轴承研究所有限公司,河南洛阳 471039%南京晨光集团有限责任公司,江苏南京 210006%洛阳轴承研究所有限公司,河南洛阳 471039%河南科技大学机电工程学院,河南洛阳 471003 2023
河南科技大学机电工程学院,河南洛阳 471003
Subjects
拟静力学
温升模型
Heat generation
Angular contact ball bearing
Temperature rise test
生热量
Quasi-statics
温升试验
Temperature rise model
角接触球轴承
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ISSN1004-2539
DOI10.16578/j.issn.1004.2539.2023.09.018

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Summary:高速机床中的轴承摩擦热会引起滚动体变形、"烧轴"等现象,进而导致轴承疲劳寿命降低,影响设备正常运行.以高速角接触球轴承7003C为例,在高速角接触球轴承拟静力学分析的基础上,对轴承进行受力分析.利用局部法建立轴承的摩擦功耗计算模型;在传热学的基础上分析轴承系统传热,建立热传递模型;利用有限元软件建立轴承系统温升模型并进行温升仿真,分析转速、轴向力、润滑油温度对轴承系统温升的影响规律.最后,设计温升试验并与理论仿真进行了对比验证.结果表明,轴承转速增加、轴向力增大均会使轴承系统温升增加,钢球处温升最高,其次是内圈,最后是外圈;润滑油温度对轴承系统温度变化有重要作用.利用高速轴承温升试验机对轴承外圈温度进行试验研究,试验结果与仿真计算结果最大误差率为11.66％,验证了理论计算与模型仿真的合理性,为研究轴承疲劳寿命提供了一定参考.
ISSN:1004-2539
DOI:10.16578/j.issn.1004.2539.2023.09.018