机械工程师
MECHANICAL ENGINEER
基于COBRA软件的滚子轴承润滑影响分析
于庆杰，公平，张静静，刘尉，郑艳华
（中航工业哈尔滨轴承有限公司研发中心哈尔滨150025）
摘要：以FAG2808滚子轴承为例应用弹性流体动力润滑理论通过理论公式以及拟动力学分析软件COBRA计算最小润滑油膜厚度初步研究轴承油膜厚度的影响因素及其各个因素对油膜厚度影响的变化规律油膜厚度随着润滑油黏度轴承内圈转速的增大而增大与材料当量弹性模量无较大影响引入油膜润滑参数入研究轴承精度提高对轴承润滑状态的影响通过理论与软件两种方式计算结果的一致性说明COBRA软件可作为轴承润滑状态分析的一种方法为轴承设
计提供参考从而避免轴承在使用过程中出现润清滑状态不良的现象。关键词：圆柱滚子轴承润滑参数COBRA轴承设计
中图分类号：TH133.3 0引言
文献标志码：B
滚动轴承设计合理且润滑良好时，会形成有效的润滑油膜，它可以将滚动体与滚道隔开，防止金属与金属直接接触所造成的干摩，良好的润滑油膜的形成有助于轴承寿命和可靠性的提高。避免轴承发生烧伤、严重磨损以及剥落等故障的发生。
润滑参数入是表征润滑油膜与接触表面形貌的综合参数，落道接触表面形貌的好坏又决定了润滑油膜的有效性，因此，为保证轴承在运转过程中能获得较好的润滑状态，研究轴承润滑油膜及润滑参数入的影响因素至关重要。
1滚子轴承润滑油膜厚度计算
根据Doson提出的线接触弹流最小油膜厚度计算方法，得到滚子与滚道的最小油膜厚度为
h.j=0.1536q05*(mn,d_)°*D,*(1y)113x
Ooaeu(F1)
(1)
式中：双运算符号中上面的符号适用于内图，下面的符号适用于外圈；α为润滑油黏压系数；n为常压下的润滑油动力黏度；n为内圈转速；d,为轴承内外圈平均直径。D,为滚子直径；y为滚动体直径与内外图平均直径的表征参数；I 为滚子有效长度：E。为当量弹性模量：0为承载最大滚动体接触负荷。
上述公式为未考患热影响系数的算法，适于外圈固定、内圈旋转的中低速情况，对于滚子轴承来说，内圈油膜厚度小于外圈油膜厚度，以下的影响因素主要考虑对内圈油膜厚度的影响。
两工作表面之间的润滑状态取决于油膜厚度计算值和表面粗糙度"，而油膜润滑参数入综合了两者的共同影响，表示为
h
>s
Vs.+s
(2)
式中为最小油膜厚度；S为滚道表面粗髓度的方均根；S为滚子表面粗糙度R,的均方根。一般情况下，表面
文章编号：1002-2333(2016)11-0137-02
粗髓度的均方根的值取为1.25R
当入3时，油膜把两表面完全分开，当入<3时，表面上的个别微凸体可能发生接触。当入接近1或小于1时，润
滑状态不良，摩擦磨损严重，轴承不能正常工作。
图1FAG2808滚子轴承三维图
表1
FAG2808轴承主要参数及工况条件
参数内径d/mam 外径D/mm 宽度B/mm
内外圈平均直径d,/mm
滚子数量
滚子直径D/mm 策子长度L,/mm 径向游度G,/mm 内演道直径/mm 外案道直径/mm 内周挡边径/mm
滑油流量/(L·min-) 内围转速(r*min-) 外周转速/(rmin) 轻向载荷F,N 轴承材料
2油膜厚度影响因素分析
数值 40 56 10 48 14
5 eoro 42.835 52.835 45.2 MILL23699 0.85 20 000 0 1630 M50
圆柱滚子轴承FAG2808几何结构三维图如图1所示，其结构参数以及在中低速工况条件如表1所示。
通过式(1)计算FAG2808轴承内圈油膜厚度为0.1928 μum。同样，在同等条件下，采用拟动力学分析软件COBRA
1137
2016年第11期
网址 www.jxgcs.com 电邮 hrbengineer@163.com
万方数据