[发明专利]一种试验与数值计算相结合获取轴承工作游隙的方法

权利要求书

1.一种试验与数值计算相结合获取轴承工作游隙的方法，其特征在于：

(1)、首先通过轴承试验测量装置获取轴承径向相对变形量△_r；

(2)、建立轴承受载状态下考虑工作游隙的轴承力学模型；

步骤b：计算圆柱滚子轴承接触变形量，圆柱滚子轴承受径向负荷F_r之后，根据变形协调条件，每个接触位置的赫兹接触变形与圆柱滚子轴承内外圈相对位移的关系为：

其中，δ_r为圆柱滚子轴承内、外圈在外力作用下发生的相对位移，u_r为圆柱滚子轴承的初始径向游隙，ψ为圆柱滚子轴承滚动体的位置角；

步骤c：将所述圆柱滚子轴承的滚动体进行切片处理，切片数为n；得到测试轴承(3)总的接触变形量为：

δ_n(j)＝δ_rcosψ-2g_j-0.5u_r (11)

其中g_j为第j片滚子与滚道之间的接触间隙；

步骤d：进一步建立滚子轴承力学平衡方程，根据Hertz线接触理论，由圆柱滚子轴承接触变形量和接触载荷的关系，从而计算出每片滚子接触载荷为：

式中K_nj为滚动体与套圈之间负荷-变形常数：

其中，D_w为滚动体直径，h为每片滚子的厚度，k_count为受载滚子片数，l为滚子的有效长度；

将每片滚子的接触载荷叠加，得到对应滚子的接触载荷为：

圆柱滚子轴承的内圈在外力F_r和滚子接触反作用力条件下处于平衡状态，建立圆柱滚子轴承内圈的力学平衡方程：

步骤e：获取圆柱滚子轴承内外圈的相对位移量；式(15)是以δ_r为未知量的方程，采用迭代法进行运算求解，得出δ_r的值；将所得到的δ_r的值代入到式(11)计算圆柱滚子轴承总的接触变形量；然后将总的接触变形量代入到滚子接触载荷求解式(12)和式(14)，分别求出每一片滚子的接触载荷以及每一个滚子的接触载荷，即获得圆柱滚子轴承载荷分布，进而得到圆柱滚子轴承内外圈相对位移量δ_r；

步骤f：获取滚子轴承工作游隙，对于转速不高的轴承，离心效应引起的游隙变化可以不予考虑；轴承的工作游隙可以表示为：

u_r＝u₀-δ_f-δ_t-δ_F (16)

其中，u₀为滚动轴承游隙的设计值；δ_t为内外圈温差引起的游隙减小量；δ_f为轴承安装游隙减小量；δ_F工作载荷引起的游隙变化，取δ_F＝轴承内外圈相对位移量δ_r；

(3)、通过数值计算获取不同工作游隙下，轴承内外圈相对变形量δ_r；

(4)、当步骤(3)计算出的相对变形量δ_r等于步骤(1)的试验测试相对变形量△_r时，此时得到的工作游隙为该轴承的实际工作游隙。

2.如权利要求1所述的一种试验与数值计算相结合获取轴承工作游隙的方法，其特征在于：步骤(1)中，所述试验测量装置包括支撑轴(1)，在支撑轴(1)两端由支撑轴承(2)转动连接，电机驱动支撑轴(1)一端在电机驱动下按照设置工作转速旋转，测试轴承(3)内圈与支撑轴(1)过盈配合安装，测试轴承(3)外圈与轴承座间隙配合，通过静态载荷加载方式测试轴承径向位移量，计算实际轴承径向工作游隙大小，在测试轴承(3)的外圈一侧设置有加装机构(4)，用于对测试轴承(3)施加径向载荷，在测试轴承(3)的外圈相对加装机构(4)的另一侧设置有位置检测部件一(5)，在支撑轴(1)上靠近位置检测部件一(5)的同侧设置有位置检测部件二(6)。