基于有限元法的高速圆柱滚子轴承热特性分析
2018-07-21马志涛李军宁赫东锋刘波张君安
轴承 2018年1期
关键词:模型
马志涛,李军宁,赫东锋,刘波,张君安
(西安工业大学 机电工程学院,西安 710021)
轴承内、外圈及滚动体材料一般为高碳铬轴承钢(GCr15等)或渗碳轴承钢(G20Cr2Ni4A等),热处理后硬度不低于60 HRC,通常轴承的工作温度不高于120℃时,零件的硬度不会下降[1]。随着现代机械设备转速向高速化发展,滚动轴承热问题愈来愈严重,若在稳态工作状态下,轴承内的摩擦热不能及时有效地散发,系统的温度将不断上升直到润滑失效,最后导致轴承提前失效。轴承摩擦热的计算,国内外学者应用最多的是Pamlgren和Harris提出的滚动轴承发热量计算方法[2-3]。Palmgren发热量计算模型简单易算,但适用于中等载荷和中等转速条件;Harris整 体计算方法是在Palmgren基础上通过试验修改得出。Harris局部计算热量方法考虑了滚动轴承摩擦的6大因素[4],但是计算繁琐,需要开发计算机程序来分析轴承的动力学参数,然后联立其提出的局部计算轴承部件摩擦热计算公式,得出轴承零件的温度分布。
文中对国内外学者提出的滚动轴承热量计算方法进行对比分析,选出更适合计算滚动轴承发热的方法,然后在此基础上应用 ANSYS Workbench建立热分析模型,研究了润滑油运动黏度和转速对轴承发热的影响。
1 滚动轴承发热量计算方法对比
滚动轴承发热量整体法计算是指滚动轴承的总摩擦力矩与套圈转速相乘得到的发热量经验公式,常见的方法有:近似法、Pamlgren法、Astridge法[5]以及 Harris,B M捷米道维奇等提出的方法[6],这些方法均将滚动轴承整体作为研究对象在试验基础上得到发热量计算公式。……
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