[发明专利]一种向心滚动轴承疲劳寿命计算方法

说明书

本发明属于轴承技术领域，公开了一种向心滚动轴承疲劳寿命计算方法，包括以下步骤：（1）综合考虑PVR和EHD润滑状态，建立滚动轴承拟静力学模型；（2）基于所建立的拟静力学模型计算滚动体和套圈之间的接触载荷；（3）计算套圈的额定滚动体负荷和当量滚动体负荷；（4）计算轴承疲劳寿命。本发明综合考虑了PVR和EHD润滑状态对轴承内部接触载荷分布以及轴承疲劳寿命的影响，可为滚动轴承提供一种更为精确的疲劳寿命计算方法。

技术领域

本发明涉及轴承领域，具体涉及一种向心滚动轴承疲劳寿命计算方法。

背景技术

向心滚动轴承广泛地应用于能源、交通、运载等关键领域，轴承的疲劳寿命对整个设备的正常服役及安全运行具有重要的影响，因此需要对轴承的疲劳寿命进行计算。目前使用最为广泛的疲劳寿命计算方法是基于Lundberg-Palmgren理论(Harris T A,KotazlasM N.Rolling bearing analysis:essential concepts of bearing technology[M].BocaRaton:CRC press,2007.)。在该理论中，为了对轴承的疲劳寿命进行计算，需要首先对轴承内部的接触载荷分布进行分析。目前，已有许多学者提出了相应的计算模型对轴承内部的接触载荷分布以及轴承的疲劳寿命进行计算。罗马尼亚的Bercea等(Bercea I,Nélias D,Cavallaro G.A unified and simplified treatment of the non-linear equilibriumproblem of double-row rolling bearings.Part 1:Rolling bearing model[J].Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers,Part J:Journal ofEngineering Tribology,2003,217:205-212)建立了双列向心滚子轴承的静力学分析模型，并对轴承的疲劳寿命进行了计算。浙江大学的汪久根等(汪久根,徐鹤琴.深沟球轴承内部载荷序列与寿命计算[J].机械工程学报,2017,53(15):131-140.)建立了球轴承的拟静力学模型，分析了离心力对疲劳寿命的影响。

这些计算方法假设如果滚动体和套圈之间的几何趋近量为负值，则滚动体和套圈之间的接触载荷为零。然而，这种假设没有考虑PVR(Piezoviscous rigid,压粘刚)润滑状态的影响，在PVR润滑状态下，即使滚动体和套圈之间的几何趋近量为负值，滚动体和套圈之间的接触载荷也不会为零(Houpert L.Hydrodynamic load calculation in rollingelement bearings[J].Tribology Transactions,2016,59(3):538-559.)。因为PVR润滑状态会严重地影响轴承内部的接触载荷分布，从而对轴承疲劳寿命产生影响，所以需要一种能够考虑PVR润滑状态的轴承疲劳寿命计算方法。

发明内容

本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种更为精确的滚动轴承疲劳寿命计算方法，通过综合考虑PVR和EHD两种润滑状态，能够引入PVR润滑状态对接触载荷分布的影响，从而能够更为准确地计算滚动轴承的疲劳寿命。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种向心滚动轴承疲劳寿命计算方法，包括以下步骤：

S1、综合考虑PVR和EHD润滑状态，建立滚动轴承拟静力学模型，具体步骤为：

S101给定套圈位置，所述套圈包括内圈和外圈；

S102给定滚动体位置；

S103根据滚动体和套圈之间的相对位置，计算滚动体和套圈之间的几何趋近量Δ，同时，根据滚动体和套圈的平移速度和旋转速度，计算滚动体和套圈在接触点的平均卷吸速度；