复杂工况下脂润滑推力角接触球轴承温升特性研究

王世杰; 姜朋昌; 刘锋; 罗桂秀; 张占立

doi:10.16578/j.issn.1004.2539.2022.08.017

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复杂工况下脂润滑推力角接触球轴承温升特性研究

试验分析 | 更新时间：2022-09-23

- 复杂工况下脂润滑推力角接触球轴承温升特性研究
- Study on Temperature Rise Characteristics of Grease Lubricated Thrust Angular Contact Ball Bearings Under Complex Working Conditions
- 机械传动 2022年46卷第8期页码：105-111
- 作者机构：
  
  1.河南科技大学机电工程学院，河南洛阳 471003
  2.东南大学电气工程学院，江苏南京 210096
  3.南京晨光集团有限责任公司，江苏南京 210006
- 作者简介：
  
  王世杰（1996— ），男，河南洛阳人，硕士研究生；研究方向为滚动轴承设计及理论。
  张占立（1965— ），男，河南孟州人，博士，教授；研究方向为轴承设计与加工工艺。
- 基金信息：
  
  河南科技大学科学研究项目(22010324┫（校企合作的横向课题）国家自然科学基金青年基金┣51905152);国家自然科学基金(51905418)
- DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2022.08.017
  中图分类号：
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王世杰,姜朋昌,刘锋等.复杂工况下脂润滑推力角接触球轴承温升特性研究[J].机械传动,2022,46(08):105-111.

Wang Shijie,Jiang Pengchang,Liu Feng,et al.Study on Temperature Rise Characteristics of Grease Lubricated Thrust Angular Contact Ball Bearings Under Complex Working Conditions[J].Journal of Mechanical Transmission,2022,46(08):105-111.
王世杰,姜朋昌,刘锋等.复杂工况下脂润滑推力角接触球轴承温升特性研究[J].机械传动,2022,46(08):105-111. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2022.08.017.

Wang Shijie,Jiang Pengchang,Liu Feng,et al.Study on Temperature Rise Characteristics of Grease Lubricated Thrust Angular Contact Ball Bearings Under Complex Working Conditions[J].Journal of Mechanical Transmission,2022,46(08):105-111. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2022.08.017.

摘要

复杂工况下，脂润滑角接触球轴承的温升特性对轴承的安全运行具有重要影响。针对脂润滑推力角接触球轴承在复杂工况下的温升特性进行研究，建立了推力角接触球轴承摩擦发热率数学模型；基于传热学理论，分析主轴-轴承-轴承座系统传热方式，建立轴承温升模型，通过试验验证了模型的合理性；基于轴承温升模型，分析了轴承工况参数和结构参数对轴承外圈温升特性的影响规律。结果表明，所建模型可以较好地预测复杂工况下轴承外圈温升，仿真结果与试验结果最大误差为8.3%；轴承在运行开始后20 min内，轴承外圈温升速率较快；载荷、转速的增大以及环境温度的升高均能使轴承外圈温升增大；钢球数增多和沟曲率半径系数增大均能使轴承外圈温升下降。研究结果为脂润滑推力角接触球轴承的优化设计提供了理论依据。

Abstract

The temperature rise characteristics of grease lubricated angular contact ball bearings under complex working conditions have an important influence on the safe operation of bearings. The temperature rise characteristics of the grease lubricated thrust angular contact ball bearings under complex working conditions are studied； a mathematical model of friction heating rate of thrust angular contact ball bearings is established； based on heat transfer theory， the heat transfer mode of spindle-bearing-bearing block system is analyzed， the temperature rise model of bearing is established and the rationality of the model is verified by experiments. Based on the temperature rise model of bearings， the influence of bearing operating working parameters and structural parameters on the temperature rise characteristics of bearing outer ring is analyzed. The results show that the established model can predict the temperature rise of bearing outer ring under complex working conditions well； the maximum error between the simulation results and the test results is 8.3%； the temperature rise rate of the outer ring of the bearing is faster within 20 minutes after the start of the bearing operation； the load， speed and ambient temperature increased will increase the temperature rise of the outer ring of the bearing； the number of steel balls and groove curvature radius coefficient increased will decrease the temperature rise of bearing outer ring. The research results provide a theoretical basis for optimal design of thrust angular contact ball bearings with grease lubrication.

关键词

推力角接触轴承发热率传热温升模型

Keywords

Thrust angular contact ball bearingsHeating rateHeat transferTemperature rise model

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