[发明专利]一种轴承径向刚度和轴向刚度的动力学测量方法

权利要求书

1.轴承径向刚度和轴向刚度的动力学测量方法，其特征在于：测量轴承径向刚度时，包括以下步骤：

步骤1.1：确定轴承径向刚度K_r与测试用轴一阶横向振动固有频率f的函数关系K_r=K_r(f)；

步骤1.2：组建测试用轴--被测轴承--刚性支座的物理系统；

步骤1.3：测量测试用轴的一阶横向振动固有频率，设测量值为f₀ Hz；

步骤1.4：按照公式计算轴承的径向刚度，公式为： K_r= K_r(f₀)。

2.根据权利要求1所述的轴承径向刚度和轴向刚度的动力学测量方法，其特征在于：步骤1.1进一步包括以下步骤：

步骤1.1.1：建立以弹簧单元为支撑的测试用轴的有限元模型；

步骤1.1.2：设置弹簧单元刚度K_r；

步骤1.1.3：求解测试用轴的一阶横向振动固有频率f；

步骤1.1.4：改变弹簧单元刚度K_r，重复步骤1.1.2和1.1.3，得到一系列K_r、f数对；

步骤1.1.5：构建K_r与f的函数关系K_r=K_r(f)。

3.根据权利要求1所述的轴承径向刚度和轴向刚度的动力学测量方法，其特征在于：步骤1.2中，测试用轴的两端分别安装被测轴承，被测轴承安装在刚性支座上。

4.根据权利要求1所述的轴承径向刚度和轴向刚度的动力学测量方法，其特征在于：步骤1.2中，在测试用轴中部通过电磁力等柔性接触方式施加径向力，以测量不同径向力下轴承的径向刚度。

5.根据权利要求1所述的轴承径向刚度和轴向刚度的动力学测量方法，其特征在于：步骤1.2中，被测轴承可以加装预紧装置，但要求两端的被测轴承处于同样的预紧状态，以测量不同预紧力下轴承的径向刚度。

6.轴承径向刚度和轴向刚度的动力学测量方法，其特征在于：测量轴承轴向刚度时，包括以下步骤：

步骤2.1：求出测试用轴的质量M；

步骤2.2：组建测试用轴--被测轴承--刚性轴承座的物理系统；

步骤2.3：测量测试用轴的一阶轴向振动固有频率，设测量值为f Hz；

步骤2.4：按照公式计算轴承的径向刚度，公式为：K_a=4π²f²M。

7.根据权利要求6所述的轴承径向刚度和轴向刚度的动力学测量方法，其特征在于：步骤2.2中，测试用轴的一端安装被测轴承，另一端仅需限定径向位移、允许轴向位移，测试用轴和被测轴承安装在刚性支座上。

8.根据权利要求7所述的轴承径向刚度和轴向刚度的动力学测量方法，其特征在于：测试用轴仅需限定径向位移、允许轴向位移的一端，可安装无挡边的圆柱滚子轴承。

9.根据权利要求6所述的轴承径向刚度和轴向刚度的动力学测量方法，其特征在于：步骤2.2中，在测试用轴上通过电磁力等柔性接触方式施加轴向力，以测量不同轴向力下轴承的轴向刚度。

10.根据权利要求6所述的轴承径向刚度和轴向刚度的动力学测量方法，其特征在于：步骤2.2中，被测轴承上可加装预紧装置，以测量不同预紧力下轴承的轴向刚度。

11.根据权利要求6所述的轴承径向刚度和轴向刚度的动力学测量方法，其特征在于：步骤2.2中，测试用轴的两端分别安装被测轴承，被测轴承安装在刚性支座上，同时，步骤2.4中，采用公式：K_a=2π²f²M。