高速滚动轴承-转子系统时变轴承刚度及振动响应分析

摘要：

高速滚动轴承广泛应用于机床主轴、航空发动机等转子系统中.在复杂运行工况下,滚动轴承的刚度表现出强烈的时变特性和非线性特性,往往是系统非线性的主要根源.考虑离心力、陀螺力矩、轴承内圈离心膨胀和热变形等因素,建立高速滚动轴承力学模型,计算轴承的时变刚度.将滚动轴承非线性模型与转子有限元模型集成,建立滚动轴承-转子耦合系统动力学模型.以FAG角接触球轴承(HCB7012E)为例,分别计算静载荷作用下的内外圈轴向、径向相对位移,并与舍弗勒轴承分析软件BearinX(R)的计算结果进行比较,验证了模型对静态位移仿真的精度.在不同轴承预紧状态下,仿真滚动轴承-转子系统在不平衡激励下的振动响应,并与试验结果比较,验证了模型仿真系统动态响应的精度.利用一个背对背安装的角接触球轴承-转子系统,研究在静载荷、不平衡载荷激励作用下滚动轴承刚度的变化规律,并计算时变轴承刚度作用下转子的时域振动响应及频域特征,为高速滚动轴承-转子系统设计、动力学分析与故障诊断提供依据.

关键词：滚动轴承、时变刚度、非线性、振动响应、轴承-转子耦合系统

所属期刊栏目：50

分类号：TH113;TH165

资助基金：国家自然科学基金51105294,51035007;国家重点基础研究发展计划973计划,2011CB706606;中央高校基本科研业务费专项资金资助项目

在线出版日期：2014-10-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：73-81