一种判定圆柱滚子轴承极限偏斜角的方法

本发明涉及一种判定圆柱滚子轴承极限偏斜角的方法，属于轴承润滑。

背景技术：

1、圆柱滚子轴承由于其结构简单、承载能力强等优点，被广泛用于航空航天、高速铁路、机械工业等领域。但由于恶劣工况、安装误差、几何缺陷等原因，轴承经常在偏斜状态下运行，这样会导致轴承滚子端部接触应力增大、润滑变差、磨损加剧，大大降低轴承的使用寿命。因此，为了保证圆柱滚子轴承能够在滚子偏斜状态下依然保持良好润滑，判定轴承滚子的极限偏斜角是很有必要的。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种判定圆柱滚子轴承极限偏斜角的方法，用以实现轴承圆柱滚子的极限偏斜角的判定。

2、为实现上述目的，本发明的方案包括：

3、本发明的一种判定圆柱滚子轴承极限偏斜角的方法的技术方案，包括如下步骤：

4、1)根据所要判断的圆柱滚子轴承的结构参数，将滚子-滚道接触副等效为滚子与平面的滚子接触副，并建立滚子接触副偏斜状态下的有限长线接触弹流润滑模型；

5、2)求解偏斜下滚子接触副的油膜厚度，得到不同偏斜角下的油膜厚度分布；

6、3)拟合滚子偏斜角和最小油膜厚度的关系；

7、4)根据滚子在轴承全膜润滑状态下的最小油膜厚度，以及滚子偏斜角和最小油膜厚度的关系，得到对应工况条件下轴承处于全膜弹流润滑状态的滚子极限偏斜角。

8、进一步地，所述步骤1)中，根据滚子的修形方式和相关参数，建立偏斜状态下所述滚子接触副的膜厚方程，基于滚子接触副的膜厚方程，进一步建立滚子接触副偏斜状态下的有限长线接触弹流润滑模型。

9、进一步地，所述步骤1)中，基于滚子接触副的膜厚方程及轴承结构，结合reynolds方程、roelands粘压方程、dowson-higginson密压方程以及滚子的载荷平衡方程和偏斜状态下的力矩平衡方程，建立滚子接触副偏斜状态下的有限长线接触弹流润滑模型。

10、进一步地，所述步骤2)中，对所述膜厚方程、reynolds方程、roelands粘压方程、dowson-higginson密压方程、载荷平衡方程和力矩平衡方程进行无量纲化处理，采用多重网格积分法计算油膜厚度。

11、进一步地，所述步骤3)中，采用最小二乘法拟合滚子偏斜角和最小油膜厚度的关系。

12、进一步地，所述步骤4)中，所述最小油膜厚度通过膜厚比公式得到。

13、本发明的有益效果为：

14、提供了一种从润滑角度判定圆柱滚子轴承滚子极限偏斜角的方法，通过判断滚子极限偏斜角来保证轴承在偏斜状态下依然能保持良好润滑。

技术特征：

1.一种判定圆柱滚子轴承极限偏斜角的方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的判定圆柱滚子轴承极限偏斜角的方法，其特征在于，所述步骤1)中，根据滚子的修形方式和相关参数，建立偏斜状态下所述滚子接触副的膜厚方程，基于滚子接触副的膜厚方程，进一步建立滚子接触副偏斜状态下的有限长线接触弹流润滑模型。

3.根据权利要求2所述的判定圆柱滚子轴承极限偏斜角的方法，其特征在于，所述步骤1)中，基于滚子接触副的膜厚方程及轴承结构，结合reynolds方程、roelands粘压方程、dowson-higginson密压方程以及滚子的载荷平衡方程和偏斜状态下的力矩平衡方程，建立滚子接触副偏斜状态下的有限长线接触弹流润滑模型。

4.根据权利要求3所述的判定圆柱滚子轴承极限偏斜角的方法，其特征在于，所述步骤2)中，对所述膜厚方程、reynolds方程、roelands粘压方程、dowson-higginson密压方程、载荷平衡方程和力矩平衡方程进行无量纲化处理，采用多重网格积分法计算油膜厚度。

5.根据权利要求4所述的判定圆柱滚子轴承极限偏斜角的方法，其特征在于，所述步骤3)中，采用最小二乘法拟合滚子偏斜角和最小油膜厚度的关系。

6.根据权利要求5所述的判定圆柱滚子轴承极限偏斜角的方法，其特征在于，所述步骤4)中，所述最小油膜厚度通过膜厚比公式得到。

技术总结
本发明涉及一种判定圆柱滚子轴承极限偏斜角的方法，包括如下步骤：首先根据所要判断的圆柱滚子轴承的结构参数，将滚子‑滚道接触副等效为滚子与平面的滚子接触副，并建立滚子接触副偏斜状态下的有限长线接触弹流润滑模型；然后求解偏斜下滚子接触副的油膜厚度，得到不同偏斜角下的油膜厚度分布；然后拟合滚子偏斜角和最小油膜厚度的关系；最后根据滚子在轴承全膜润滑状态下的最小油膜厚度，以及滚子偏斜角和最小油膜厚度的关系，得到对应工况条件下轴承处于全膜弹流润滑状态的滚子极限偏斜角。本发明提供了一种从润滑角度判定圆柱滚子轴承滚子极限偏斜角的方法，通过判断滚子极限偏斜角来保证轴承在偏斜状态下依然能保持良好润滑。

技术研发人员：邱明,刘勇,董艳方,杨传猛,李迎春,杜辉,李军星,庞晓旭
受保护的技术使用者：河南科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12