经典的轴承刚度都是基于Hertz接触理论的静态刚度分析,通过轴承的负荷与接触变形的关系来得到轴承的刚度。近年来随着计算工具的进步也有一些研究人员考虑了圆柱滚子轴承弹性流体动力学润滑轴承的油膜刚度。但是,目前的研究大多集中在圆柱滚子轴承的静态刚度上,还很少有文献报道圆柱滚子轴承的动态刚度特性。

     Chang,Conry和Cusano通过受力分析的方式研究了润滑状态下高速圆柱滚子轴承的运动和动力学特性,并且通过仿真认为润滑的存在使圆柱滚子轴承的刚度增大;润滑粘度越高轴承的刚度越大;轴承的刚度对径向游隙很敏感,游隙越大刚度越小,特别是在轻载时;刚度对转速不敏感。可惜的是没有给出轴承的动态刚度计算公式和分布图。

     Dareing和Johnson通过实验显示挤压油膜在轴承阻尼中起主要作用。

     通过研究钢球-滚道接触副,给出了球轴承动态刚度和动态阻尼的计算方法,为研究圆柱滚子轴承的动态刚度和动态阻尼提供了有益的参考。Walford和Stone详细地分析了滚动体-滚道接触副在振动条件下的刚度和阻尼,得出接触副的刚度为Hertz变形刚度,阻尼为入口区阻尼,认为轴承的刚度和阻尼是这些接触副的刚度和阻尼共同作用的结果,通过实验研究了轴承的动态刚度和动态阻尼特性,表明预负荷越大,轴承刚度越大;轴承转速越高阻尼越小;当润滑油粘度减小时,轴承的刚度和阻尼增加。他们还发现实际测量的阻尼比预期的高,并认为这可能是轴承、主轴和机座相互作用的结果。

     Zhang等计算了高速圆柱滚子轴承在受到径向负荷和弯曲扭矩时的平均刚度,但是没有给出轴承的动态刚度

     Kraus,Blech和Braun通过大量的实测表明:轴承转速变化对轴承刚度没有影响,但是轴承的阻尼会随转速的增高而减小;高温环境下轴承的阻尼比低温下低;预负荷增大,轴承的刚度增大而阻尼减小;静态和动态条件下,轴承的度变化很小,因此,对于一套轴承只测量静态刚度就足够了;滚动轴承的阻尼率大约为0.01。

     Mitsuya,Sawai和Shimizu等认为轴承阻尼研究有二大难题,一是轴承的阻尼测量是在机座装置中进行,单套轴承阻尼测量不准确;二是除滚动外,影响轴承阻尼的因素很多,如滑动和各种摩擦等,因此,很难准确从理论上预测轴承的阻尼。

     总之,圆柱滚子轴承刚度和阻尼研究一般都集中在静态和动态平均刚度或阻尼上,对圆柱滚子轴承动态刚度和动态阻尼分布和动态负荷分布一样,鲜有文献报道。

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更新日期: 2015-1-26
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