[发明专利]一种用于求解滚动轴承的动态接触混合润滑参数的方法

说明书

本发明公开了一种用于求解滚动轴承的动态接触混合润滑参数的方法，通过建立滚动轴承模型，根据刚性位移公式和所述全局位移矩阵计算所述滚动轴承模型中每个滚动体与轴承内、外圈的接触变形量，进而计算出滚动轴承的动态载荷，进而通过动态载荷进行滚动轴承混合润滑的参数计算，以实现对轴承减摩的设计。本发明公开考虑了动态因素对滚动轴承载荷分布的影响，其计算结果更符合实际工况，同时载荷分布的计算结果直接影响混合润滑的数值计算，提高了轴承的优化性能。

技术领域

本发明涉及一种滚动轴承的计算方法，具体涉及一种用于求解滚动轴承的动态接触混合润滑参数的方法。

背景技术

滚动轴承作为各类机械设备的核心部件，广泛应用于航空航天、船舶运输、铁路货运、基建等各类工程技术领域，但是目前国内轴承技术作为卡脖子技术之一，仍大量依赖进口。因此，为加快实现轴承技术的国产化，针对目前滚动轴承载荷分布及混合润滑数值计算方法相关研究的不足，提出一种用于求解滚动轴承的动态接触混合润滑参数的方法具有十分重要的意义。

在滚动轴承载荷分布研究方面，传统载荷分布计算方法认为轴承稳定运转，转速不是很高，通常忽略了动态因素的影响，例如，现有文献1[王赫男.过盈、温升和修形对城轨车辆轴箱轴承承载性能的影响[D].大连交通大学,2017.]利用有限元法对同时考虑轴与内圈过盈配合和温升影响的圆柱滚子轴承静载下载荷分布进行研究；现有文献2[付华强,杨静,陆瑞,刘桦.风电机组主轴轴承载荷分布分析及数值求解[J].风能,2019(04):120-123.]给出了风机主轴轴承静载下载荷分布的数值求解方法，并用MATLAB编译了求解程序；现有文献3[许凯,马艺宁.滚动轴承滚动体配合间隙对载荷分布的影响[J].内燃机与配件,2018(07):109-110.]采用离散方法求解静载作用下圆柱滚子轴承的载荷分布。

在轴承润滑研究方面，早期的润滑理论假设零件表面是光滑的，忽略了实际表面的粗糙峰接触，而现代工业逐渐向高速重载的方向发展，通常会选用低粘度的润滑油减小润滑油的拖拽力，但是却容易导致相互配合的工作面发生粗糙峰接触，使其工作在混合润滑状态，因此对轴承的混合润滑进行研究至关重要，目前，仅有少数学者进行相关研究，例如，现有文献4[艾路.基于粗糙表面的球轴承混合润滑研究[D].南京航空航天大学,2016.]通过渐进网格加密法(PMD)求解混合润滑问题，并讨论了不同粗糙度纹理和粗糙度参数对润滑性能的影响；现有文献5[闫晓亮.高速滚动轴承的混合润滑性能及疲劳寿命研究[D].北京理工大学,2014.]针对航空发动机主轴轴承的工况条件，研究了润滑油非牛顿特性、接触副材料、表面形貌和椭圆率等对混合润滑性能的影响。现有文献6[王骁鹏，彭文昱，田红亮，赵新泽，赵美云.基于热弹流的滤波减速器转臂轴承润滑性能分析[J].工程科学与技术，2018，50(02)：197-203.]结合点接触热弹流混合润滑理论建立轴承热弹流润滑模型，分析轴承接触副物理尺寸、载荷、卷吸速度和接触副粗糙表面等外部工况对轴承润滑特性以及表面下应力的影响。

综上所述，滚动轴承动态接触载荷分布及混合润滑的研究是高速重载轴承所关心的重点，而目前相关研究的仍然缺乏，并且轴承动态接触载荷分布直接影响混合润滑的数值计算，结合两方面进行详细的数值计算方法研究十分必要。

发明内容

本发明提出了一种用于求解滚动轴承的动态接触混合润滑参数的方法，解决了现有轴承参数优化仅考虑一方面影响因素造成优化结果不准确的问题。

本发明采用的技术手段如下：

一种用于求解滚动轴承的动态接触混合润滑参数的方法，包括以下步骤：

步骤1、建立滚动轴承模型，给定所述滚动轴承模型的全局位移矩阵的初始值，通过刚性位移公式和所述全局位移矩阵计算所述滚动轴承模型中每个滚动体与轴承内圈的接触变形量δ_i和每个滚动体与轴承外圈的接触变形量δ_o；