[发明专利]一种三点接触球轴承异常接触擦伤定量评估方法

摘要

本发明公开了一种三点接触球轴承异常接触擦伤定量评估方法，包括步骤：1)三点接触球轴承几何参数计算；2)三点接触球轴承异常接触状态判别；3)基于数值模型的轴承运动仿真；4)异常接触点内相对滑移速度场及压力场计算；5)异常接触点内PV值计算及异常接触擦伤风险分析。本发明考虑轴承每个部件的三维运动、滑动牵引力和保持架效应建立三点接触球轴承模型，对异常三点接触及擦伤状况进行分析，获得轴承在实际运行工况下异常三点接触情况，并根据金属材料磨损理论引入PV值定量评估轴承擦伤严重程度。本发明为三点接触球轴承不同工况下异常接触擦伤程度评估提供现实可靠的参考准则。

主权项

1.一种三点接触球轴承异常接触擦伤定量评估方法，其特征在于，包括以下步骤：1)三点接触球轴承几何参数计算根据轴承球径和内外圈沟道曲率半径建立垫片角/垫片宽度、初始接触角、轴向游隙/径向游隙的几何关系；2)三点接触球轴承异常接触状态判别基于步骤1)中的几何关系，由游隙和垫片角计算初始接触角，并以初始接触角小于等于垫片角为产生异常接触判别准则获得异常接触几何边界条件，即游隙和垫片角参数化关系，并基于轴承外圈、双半内圈沟道曲率中心及球心几何位置关系判断球轴承接触状态；3)基于数值模型的轴承运动仿真考虑轴承主要运动部件及润滑剂的相互作用，建立轴承部件运动微分方程，并采用数值积分方法进行时间积分运算，其中轴承主要运动部件包括左半内圈、右半内圈、外圈和保持架；4)异常接触点内相对滑移速度场及压力场计算根据步骤3)计算所得轴承滚球和套圈运动，考虑滚球公转、自转、陀螺运动、自旋运动及套圈的绕轴旋转，计算在轴承套圈与滚球接触椭圆内相对滑动速度并计算滑移速度场，根据赫兹接触理论计算接触椭圆内压力分布；5)异常接触点内PV值计算及异常接触擦伤风险分析由阿查得磨损公式引出以PV值定量描述擦伤磨损，根据步骤4)中所得滚球相对轴承内圈运动速度计算异常接触点内的相对滑动速度分布及压应力分布，计算接触点内PV值的极值，对轴承产生擦伤的风险进行定量评估，其中PV值为相对滑动速度和压应力的乘积。