滚滑运动导致的滚动轴承磨损特性研究
Study on Wear Characteristic of Rolling Bearing Caused by Rolling-sliding Motion
- 机械传动 2021年45卷第5期 页码：10-17
- 作者机构：
1.太原理工大学 机械与运载工程学院， 山西 太原 030024
2.煤矿综采装备山西省重点实验室， 山西 太原 030024
- 作者简介：
李中阳（1995— ），男，山西运城人，在读硕士研究生，研究方向为机械故障诊断。
庞新宇（1976— ），女，山西文水人，博士，副教授，研究方向为机械故障诊断。
- 基金信息：国家自然科学青年基金(51905370┫山西省油液检测与故障诊断科研仪器共享服务平台运行奖补项目┣201805D141008-1)
DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2021.05.002
中图分类号：
扫 描 看 全 文
李中阳,庞新宇,闫宗庆等.滚滑运动导致的滚动轴承磨损特性研究[J].机械传动,2021,45(05):10-17.
Li Zhongyang,Pang Xinyu,Yan Zongqing,et al.Study on Wear Characteristic of Rolling Bearing Caused by Rolling-sliding Motion[J].Journal of Mechanical Transmission,2021,45(05):10-17.
李中阳,庞新宇,闫宗庆等.滚滑运动导致的滚动轴承磨损特性研究[J].机械传动,2021,45(05):10-17. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2021.05.002.
Li Zhongyang,Pang Xinyu,Yan Zongqing,et al.Study on Wear Characteristic of Rolling Bearing Caused by Rolling-sliding Motion[J].Journal of Mechanical Transmission,2021,45(05):10-17. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2021.05.002.
摘要
滚滑运动是导致滚动轴承失效的一种特殊运动形式，采用仿真和试验相结合的方法，研究了滚动轴承在滚滑运动下的磨损特性。首先，应用Abaqus有限元软件建立滚滑状态下的滚动轴承有限元仿真模型，得到轴承的摩擦力动态响应。之后，通过滚滑磨损试验台得到轴承运动过程中的摩擦力数据，运用灰色关联分析法得知仿真数据与试验数据的关联度达到0.8以上，因此，仿真所得的摩擦力可作为判断轴承磨损状态变化的依据。在轴承磨损试验中，对润滑油进行颗粒度检测并观察记录了轴承内圈的表面形貌。结果表明，仿真所得摩擦力变化影响油液颗粒度、表面形貌的变化，油液中所含颗粒数目上升与内圈表面产生磨痕作为内圈所受摩擦力变化导致的磨损结果，正反馈于摩擦力，使其幅值不断增大，进一步加剧了轴承的磨损。仿真与试验相结合的方法为准确判断滚滑状态下轴承各点位置磨损特性提供了分析研究的基础。
Abstract
Rolling-sliding motion is a special motion form which leads to the failure of rolling bearings. In order to study the wear characteristics of rolling bearings under rolling-sliding motion， the method of combining simulation with experiment is adopted. Firstly， Abaqus finite element software is used to establish the finite element simulation model of rolling bearing under rolling-sliding state， the dynamic response of friction force is obtained. Then， the friction data of the bearing in the process of motion are obtained through the rolling wear test bed. By using the Gray Correlation Analysis method，it is concluded that the correlation between the simulation data and the experiment data reached more than 0.8. Therefore，the friction obtained by simulation could be used as the basis to judge the changes of bearing wear state. In the bearing wear experiments， the particle size in the oil is detected and the surface topography of inner ring is recorded. The results show that the change of friction force obtained by simulation affects the change of oil particle size and surface morphology. The increase of particle number in oil and the wear mark on the inner ring surface are the wear results caused by the change of friction force. The positive feedback to the friction force makes its amplitude increase continuously， which further aggravates the wear of the bearing. The method of combining simulation with experiments provides the basis for the analysis and research of the bearing wear characteristics at each point under rolling-sliding state.
关键词
滚滑运动滚动轴承有限元分析颗粒度表面形貌
Keywords
Rolling-sliding motionRolling bearingFinite element analysisParticle sizeSurface topography
references
赵传国.滚动轴承失效分析概论［J］.轴承，1996（1）：39-46.
ZHAO Chuanguo.Introduction to failure analysis of rolling bearings［J］.Bearing，1996（1）：39-46.
卢黎明，秦豫江，蔡颖.基于ABAQUS的滚滑轴承模态分析［J］.机械传动，2014，38（7）：111-114.
LU Liming，QIN Yujiang，CAI Ying.Modal analysis of rolling-sliding compound bearing based on ABAQUS［J］.Journal of Mechanical Transmission，2014，38（7）：111-114.
WALTERS C T.The dynamics of ball bearings［J］.Journal of Lubrication Technology，1971，93（1）：1-10.
陈渭，李军宁，张立波，等.考虑涡动工况的高速滚动轴承打滑失效分析［J］.机械工程学报，2013，49（6）：38-43.
CHEN Wei，LI Junning，ZHANG Libo，et al.Skidding analysis of high speed rolling bearing considering whirling of bearing［J］.Journal of Mechanical Engineering，2013，49（6）：38-43.
涂文兵，何海斌，罗丫，等.滚动轴承稳定工况下的滚动体打滑动力学分析［J］.振动与冲击，2019，38（6）：94-99.
TU Wenbing，HE Haibin，LUO Ya，et al.Dynamic skidding behavior of rolling elements under bearing steady working conditions［J］.Journal of Vibration and Shock，2019，38（6）：94-99.
刘红彬，张帅，邢国玺，等.圆柱滚子轴承滚子打滑机理研究［J］.轴承，2014（3）：1-6.
LIU Hongbin，ZHANG Shuai，XING Guoxi，et al.Study on skidding mechanism for rollers of cylindrical roller bearings［J］.Bearing，2014（3）：1-6.
LANIADO E，MENESES J，DIAZ-LOPEZ V.A study of sliding between rollers and races in a roller bearing with a numerical model for mechanical event simulations［J］.Tribology International，2010，43（11）：2175-2182.
龙建，王志刚，徐增丙.滚动轴承故障动力学建模及振动响应特性分析［J］.轴承，2018（12）：49-54.
LONG Jian，WANG Zhigang，XU Zengbing.Dynamic modeling of fault for rolling bearings and analysis on vibration response［J］.Bearing，2018（12）：49-54.
李杨.线接触变滑滚比状态下微造型表面摩擦特性研究［D］.合肥：合肥工业大学，2013：34-36.
LI Yang.Effect of laser textured surfaces on the frictional property in line contact and different sliding-rolling conditions［D］.Hefei：Hefei University of Technology，2013：34-36.
刘思峰.灰色系统理论的产生与发展［J］.南京航空航天大学学报，2004，36（2）：267-272.
LIU Sifeng.Emergence and development of grey system theory and its forward trends［J］.Journal of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics，2004，36（2）：267-272.
夏新涛，常振，叶亮，等.滚动轴承性能稳定性及可靠性分析［J］.仪器仪表学报，2017，38（6）：1421-1431.
XIA Xintao，CHANG Zhen，YE Liang，et al.Stability and reliability analysis of rolling bearing performance［J］.Chinese Journal of Scientific Instrument，2017，38（6）：1421-1431.
覃楚东，贺石中，庞晋山，等.基于有限元分析和油液监测的轴承疲劳磨损寿命研究［J］.润滑与密封，2018，43（7）：121-125.
QIN Chudong，HE Shizhong，PANG Jinshan，et al.Research of fatigue wear life of bearing based on finite element analysis and oil monitoring［J］.Lubrication Engineering，2018，43（7）：121-125.
顾宏，贾玉梅，焦昭杰.机械润滑油的清洁度判定［J］.煤矿机械，2007（3）：64-66.
GU Hong，JIA Yumei，JIAO Zhaojie.Contamination level measurement of mechanical lubricating oil［J］.Coal Mine Machinery，2007（3）：64-66.
卢继霞，贾瑞清，夏志新.ISO 4406新旧标准简介及修订原因说明［J］.机床与液压，2006（5）：228-230.
LU Jixia，JIA Ruiqing，XIA Zhixin.A brief introduction of the new and the old versions of ISO 4406 contamination level standards and reasons for the revision［J］.Machine Tool and Hydraulics，2006（5）：228-230.
董帮源.重载线接触滚-滑状态下表面织构对摩擦特性的影响［D］.合肥：合肥工业大学，2016：2-3.
DONG Bangyuan.Effect of surface texturing on the tribological property under high load-line contact and rolling-sliding conditions［D］.Hefei：Hefei University of Technology，2016：2-3.
0
浏览量
4
下载量
0
CSCD
- 网络PDF下载
- Meta-XML下载
- BibTeX下载
- Endnote下载
- RefMan 下载
- NoteExpress下载
- NoteFirst下载
关联资源
相关文章
相关作者
相关机构
- 技术支持由北京北大方正电子有限公司提供 豫ICP备05013835号-5
京公网安备11010802024621 - 本系统建议在Chrome、 IE9+ 以上版本浏览器阅读本站内容，360浏览器请切换至极速模式
- Cookies帮助我们提供服务并提供个性化体验。使用本网站，即表示您同意我们使用Cookies