[发明专利]配对安装圆锥滚子轴承的载荷计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种计算配对安装圆锥滚子轴承载荷的方法。

背景技术

在计算配对安装的轴承在径向力作用下产生的附加轴向力大小的传统方法为：通过查询机械设计手册得到特定型号的轴承系数Y，并通过公式得到。此方法认为特定型号的轴承在不变的径向载荷作用下产生的附加轴向力值大小不变，而不考虑轴向载荷的影响。实际上，轴承的附加轴向力的大小是与轴承载荷直接相关的。对于背对背安装的轴承，当系统受到预紧力或者轴向力作用时，随着轴承承载情况不同，产生的附加轴向力也不同，不能单纯的用一个系数来衡量附加轴向力的大小。

所以，很显然，传统方法更多的是具有统计与经验意义，其精度上不够准确。

发明内容

本发明针对传统方法精度上不够准确的缺陷，建立了结合轴向派生力初值和滚动轴承滚子承载解析模型的迭代求解方法，给出轴承的轴向力及载荷分布。

为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的：

一种配对安装圆锥滚子轴承的载荷计算方法，其特征在于，包括下述步骤：

（1）将两轴承的派生轴向力S₁、S₂值作为初值，执行下一步；

（2）通过如下轴向力判断方式，得到不同预紧力的两轴承所受的轴向载荷；

F_a+S₂≥S1时，F_aI=F_a+S₂，F_aII=S₂

F_a+S₂<S₁时，F_aI=S₁，F_aII=S₁-F_a

（3）用传统滚动轴承载荷分布算法，经迭代计算得到两轴承的新的派生轴向力Sⁱ₁、Sⁱ₂，i=1、2、3、……；

（4）保存派生轴向力S^i-1₁、S^i-1₂于已定义的变量p、q中；

（5）重复步骤（2）-步骤（4）；

（6）通过判断相邻两次迭代的派生轴向力的差值来控制循环，直到两次派生轴向力的差值小于0.001时为止，停止迭代，输出轴承载荷分布。

上述方法中，标准轴承的派生轴向力S₁、S₂初值通过F_r/2Y得到，其中，轴向载荷系数Y通过查表得到；非标准轴承的派生轴向力S₁、S₂初值在ANSYS建模分析中得到。

本发明的优点是，在轴承载荷计算过程中使得结果更精确，无论在轴承的设计开发、轴承系统的使用等方面更有利于延长轴承寿命、优化机械系统和降低成本。

附图说明

图1为配对安装圆锥滚子轴承受力示意图。

图2为本发明非标准轴承的ANSYS建模分析图。

图3为本发明的迭代计算流程图。

具体实施方式

如图1所示，圆锥滚子轴承在承受径向载荷时会产生派生轴向力，在分析的时候必须考虑轴向派生力的影响。轴承I、II分别承受径向载荷F_rI、F_rII，并且承受轴向载荷为F_a。在径向力作用下轴向派生力的传统计算方法是：分别设两轴承的派生轴向力为S₁、S₂，轴承I及II承受的轴向载荷可由下式求出：

F_a+S₂≥S₁时，F_aI=F_a+S₂，F_aII=S₂

F_a+S₂<S₁时，F_aI=S₁，F_aII=S₁-F_a

在已知轴承所受轴向力以及径向力的前提下，可以通过以下方法得到轴承的载荷分布：