深沟球轴承系统的动力学分析.pdfVIP

学兔兔 墨 Q = 2 轴承 201O年2期 Bearing2010，No．2 1—4 CN41—1148／TH ．．一产品设计 与应 用 深沟球轴承 系统的动力学分析 孙红原 ，葛世 东 ，张耀 强 (1．洛阳轴承集 团技术中心有限公 司，河南 洛 阳 471039；2．洛阳轴研科技股份有限公司，河南 洛阳 471039； 3．河南科技大学，河南 洛阳 471003) 摘要 ：通过建立深沟球轴承支承的单 转子动力 学微 分方程 ，并采用 4阶 Runge—Kuaa—Felhberg算法对动力学 方程进行解析 ，实现 了对轴承质心的旋转稳定性的模拟仿 真分析 。同时通过 实例计算验证 了算 法的有效性 ，揭 示 出了轴承设计中内部径 向游 隙和阻尼匹配对轴承系统运转稳定性 的重要性 。 关键词 ：深沟球轴承 ；单转子轴 承系统 ；动力学 ；仿真分析 中图分类号 ：THI33．33 1 文献标志码 ：A 文章 编号 ：1000—3762(2010)02—0001—04 布 的影 响非常 明显 。 1 1 轴承 系统 的动力学特 点 图 1为不同径向游隙下轴承接触分布范围角 旋转机械系统中许多非线性因素 的存在常引 的情况 ，可以看出：(1)当径向游隙 G 0时，接触 发许多线性理 论难 以解释 的非线性 动力 学现象 ， 分布 范围 角 0。 l90。，如图 1a所示 ；(2)当径 如 分岔 、混沌 和 跳 跃 等 。滚 动轴 承 中 由 于 接触 非 向游 隙 G =0时 ，接触 分 布范 围角 。=90。，如图 线性以及阻尼非线性 的存在 ，轴承支承的转子系 1b所示 ；(3)当径向游隙 0时 ，接触分布范围 统是典型的非线性多 自由度动力系统。 角 90。 1180。，如图 1c所示。 动力学系统的稳定 常态除平衡、周期及准周 轴承的接触动力学模型如图 2所示 ，可以看 期状态外 ，更可能是一种混沌态 。混沌 系统有两 出，减小径 向游隙 G 能够增大轴承 的接触分布范 个 关 键 要 素 ：一是 对 初 始 条 件 的 敏 感 依 赖 性 ；二 围角 。这样 实 际 承 载 的 接 触 点 增 多 ，相当 于 弹簧 是 临界 水平 ，即非 线 性 事 件 的发 生 点 。 混 沌 系统 支承增多，轴承的径 向接 触刚度也会增 加 ；反之 ， 经常是 自反馈系统 ，输出的东西会反馈 回去经过 轴承径向刚度则减小 。 变换再输出 ，循环往 复。任何初始值的微小差别 都会按指数放大 ，因此导致 系统 内在地不可长期 预 测 。