买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

申请/专利权人：频率探索智能科技江苏有限公司

摘要：本发明属于动力学建模技术领域，具体涉及一种滚动轴承系统非线性动力学模型的构建方法，该模型首先从滚动体与外圈之间的运动几何关系出发，根据滚动体与缺陷边缘和底部两种情况的接触量的不同，推导新的接触变形量公式，该公式中不再将滚动体看成一个质点，需要考虑滚动体的半径尺寸，再基于赫兹接触理论及动力学相关知识，构建2Nb个滚动体分别作用于内圈、外圈的x方向和y方向的总接触力公式和接触阻尼力公式，最终建立考虑了滚动体自由度、离心力、惯性力和质量的2Nb+6自由度非线性动力学微分方程组。本发明滚动轴承系统非线性动力学模型的构建方法为滚动轴承故障诊断和预测提供基础支撑，可防止因轴承故障引起重大事故发生，具有重要的实用价值。

主权项：1.一种改进的滚动轴承动力学模型的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、构建滚动体与内、外圈缺陷接触变形公式：轴承系统包括内圈、外圈和2Nb个滚动体；将xi，yi和xo，yo分别定义为轴承内圈和外圈的广义笛卡尔坐标系，滚动体lj,r，r＝1,2，j＝1,2,3,…，定义为一个独立的广义极坐标系；判断滚动体与缺陷接触位置，若滚动体与缺陷边缘接触，则第j颗滚动体与缺陷的接触变形量为滚动体与缺陷左边缘或右边缘接触的点到外滚道的距离，外圈接触变形δoj1,r可表示为： 其中，rd为节圆半径，rb为滚珠半径，cl为径向间隙，Zj,r是第r列的第j颗滚动体位置相对于外圈中心的位移；ψj,r为缺陷边缘与Zj,r的夹角，ψj,r可表示为： 其中，滚珠在轴承外圈坐标系内的角位置θj,r为 其中，缺陷的角跨度为Δφf，缺陷角位置中心为φf，lj,r为第j颗滚动体中心到极坐标系中极点的距离，φj,r为滚珠在极标系内的角位置；若滚动体与缺陷底部接触，则第j颗滚动体与缺陷的接触变形为滚动体上沿着坐标轴中心与滚动体中心相交的点到缺陷底部的距离，外圈接触变形可表示为： 其中，h外圈缺陷的深度，则滚动体与外圈之间的接触变形可表示为：δoj,r＝maxδoj1,r,δoj2,r5滚动体与内圈之间的接触变形为 其中，Xj,r是第r列的第j颗滚动体位置相对于内圈中心的位移；S2、计算滚动体作用于内、外圈之间的总接触力：计算第j颗滚动体分别与外圈之间的径向接触力Qoj,r和内圈之间的径向接触力Qij,r： 其中，Ko和Ki为赫兹接触载荷因子，并对每个滚动体的接触力进行求和则是作用于外圈的x方向总接触力Fout,x和y方向的总接触力Fout,y 作用于内圈的x方向总接触力Fin,x和y方向的总接触力Fin,y 滚珠在轴承内圈坐标系内的角位置αj,r为 S3、计算滚动体作用于内、外圈之间的总接触阻尼力：作用于内圈的x方向总接触阻尼力Fdin,x和y方向总接触阻尼力Fdin,y为 作用于外圈的x方向总接触阻尼力Fdout,x和y方向总接触阻尼力Fdout,y为 其中，c为粘性阻尼常数；S4、构建轴承系统非线性动力学方程，并将步骤S2、S3的公式和结果带入步骤S4中，求解出整个轴承系统的振动加速度响应；轴承系统还包括：高频谐振器，将内圈与轴的质量采用mi模拟，外圈与轴承座定义为mo，高频谐振器用mr表示，每个滚动体的质量为mb；外圈由一个水平方向弹簧阻尼器和一个垂直方向弹簧阻尼器支撑；内圈也由一个水平方向弹簧阻尼器和一个垂直方向弹簧阻尼器支撑；每个滚动体与内圈和外圈之间的接触也分别用弹簧阻尼器模拟；得到2Nb个滚动体在内的2Nb+6个自由度非线性动力学模型以及基于拉格朗日第二类方程建立含故障轴承系统非线性动力学微分方程组： 其中，xi和yi分别为轴承内圈在水平方向和垂直方向的位移，xo和yo分别为轴承外圈在水平方向和垂直方向的位移，xr和yr分别为外圈在水平方向和垂直方向的实测位移，和分别为轴承内圈在水平方向和垂直方向的速度，和分别为轴承外圈在水平方向和垂直方向的速度，和分别为轴承外圈为外圈在水平方向和垂直方向的实测速度，和分别为轴承内圈在水平方向和垂直方向的加速度，和分别为轴承外圈在水平方向和垂直方向的加速度，和分别为外圈在水平方向和垂直方向的实测加速度，kr和cr分别为高频谐振器的刚度和阻尼，wc为保持架转速；Fx和Fy分别为轴承的水平方向静载荷和垂直方向静载荷；kox和koy是轴承座的水平和垂直刚度，cox和coy是轴承座的水平和垂直阻尼，{fr}为在极坐标系下作用于每个滚动体的广义径向接触力，{fdr}为广义接触阻尼力，和lj,r分别是第j颗滚动体的加速度、速度和位移。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 频率探索智能科技江苏有限公司 改进的滚动轴承动力学模型的构建方法