高速滑滾接觸摩擦副失效的熱影響研究.pdf

1、航空航天領(lǐng)域中，高速軸承和齒輪等運(yùn)動部件的工作環(huán)境極為苛刻，其摩擦副的熱失效導(dǎo)致的軸承失效，嚴(yán)重影響整個系統(tǒng)的可靠性。如先進(jìn)航空發(fā)動機(jī)主軸采用的三點(diǎn)接觸球軸承，其dn值和工作溫度非常高，經(jīng)常造成摩擦副發(fā)生熱失效。因此迫切需要分析摩擦熱對軸承內(nèi)部高速滑滾接觸摩擦副失效的影響，以采取有效措施預(yù)防可能的熱失效，實(shí)現(xiàn)摩擦副延壽和可靠性的提高。
　　本文主要針對高速滑滾接觸摩擦副失效的熱影響展開研究，采用雙滾子高速滑滾接觸摩擦副，模擬航空發(fā)

2、動機(jī)主軸軸承內(nèi)部摩擦副，建立了雙滾子高速滑滾接觸摩擦副熱分析的理論計算方法、有限元分析模型和試驗(yàn)研究方法。
　　通過接觸理論和傳熱學(xué)理論，建立了摩擦副的熱特性計算方法。利用接觸理論計算摩擦副接觸區(qū)域面積和接觸應(yīng)力等接觸特性，然后利用傳熱理論計算摩擦副的熱流密度及傳熱量等，為有限元分析中的邊界條件提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
　　利用有限元法分析了高速滑滾接觸摩擦副的熱特性，確定了摩擦副間的熱量分配機(jī)制，并討論了摩擦副材料和工況參數(shù)的影響

3、，結(jié)果表明大滾子的熱量分配系數(shù)為0.56-0.6。在各影響因素中，材料特性對熱分配的影響較小，滾子的轉(zhuǎn)速的影響較大。
　　根據(jù)摩擦副間的熱分配系數(shù)，將摩擦熱量按比例分配給兩滾子，分別計算兩滾子的溫度場，得出了兩滾子接觸區(qū)表面和次表層的溫度分布，并討論了摩擦副材料和工況參數(shù)對溫度分布特性的影響。結(jié)果表明最大溫度值位于接觸區(qū)中心，小滾子的接觸區(qū)表面和次表層溫度相對較高，且載荷和轉(zhuǎn)速越大，表面及次表層的溫度越高。
　　利用試驗(yàn)研究