局部缺陷深沟球轴承动力学建模以及振动分析

摘要

滚动轴承是旋转机械中至关重要的零部件，它的失效会带来机械运行故障.为了更加准确地揭示表面缺陷轴承振动响应的机理，考虑了滚动轴承受到不平衡力以及运行产生的扰动力的影响，基于Hertzian接触理论，结合弹性力学、轴承运动学以及几何学，建立了4自由度外圈缺陷深沟球轴承动力学模型.为了能够更好地描述轴承缺陷的位置，对缺陷部分进行了数学化处理，该模型将缺陷部分看作一个矩形，从轴承实际运动的角度刻画轴系-内圈-外圈-轴承座传递过程.以深沟球SKF6205-RS轴承为建模对象，利用四阶变步长的Runge-Kutta法对动力学的拉格朗日方程进行求解，得到外圈缺陷的振动响应时域信号以及频域信号，与凯斯西储大学轴承实验结果进行了比较，验证了模型的可行性以及准确性.

关键词

深沟球轴承 / 局部缺陷 / 动力学模型 / 外部激励

基金资助

国家自然科学基金重点项目(U1708254); 国家重点研发计划项目(2019YFB2004400)