仪器仪表/检测/监控
现代制造工程（ModemManufacturingEngineering）
电动机转子深沟球轴承刚度的测试
史魁"2，岳永坚
（1中国科学院光电技术研究所，成都610209;2中国科学院大学，北京100039）
2013年第12期
摘要：轴承的刚度受轴承的具体结构参数、工作状况等因素的影响，是非线性的。为了获得某型号深沟球轴承刚度非线性的具体参数，采用现有的测力仪和千分表，设计了测量装置。针对轴承的轴向度和径向刚度，分别设计了实现刚度测量的两种轴承装配结构。其中，径向刚度测量时采用修正垫片实现了对装配预紧力的调节。运用ANSYS有限元分析软件，对装配结构的部分构件进行了静力变形分析，验证了因该部分构件变形所带来的微小测量误差的可忽略性。采
关键词：轴承刚度：测力仪；装配结构；预紧力
中图分类号：TH133.33+文献标志码：B文章编号：16713133(2013)12-—0077—04
Stiffness measurement of deep-groove ball bearing
usinginelectromotorrotor
ShiKui'.2,YueYongjian
(1 Institute of Optics and Electronics,Chinese Academy of Sciences,Chengdu 610209,China;
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100039, China)
Abstract : Bearing stiffness is nonlinear as the concrete structure parameter,working condition and so on factors. In order to obtain stiffness nonlinear specific parameters of a certain type of deep groove ball bearing,simple measuring devices were designed using a force gauge and two dial indicators. To measure the axial stiffness and radial stiffness,two kinds of assemblage structures were also designed, In the radial stiffness measurement,a modified gasket was used to control the pre-force in assembly, By using AN SYS finite element analysis software,the static deformation of assembly structure component was analyzed,and verified the small error brought by component deformation is negligible, With the measuring devices,a large amount of data about the stiffness of this
type bearing was gotten,and obtained the ideal measurement analysis results. Key words ;stiffness of bearing;force gauge;assembly structure;pre-force
0引言
某激光跟踪仪内含有电动机结构，在采用ANSYS 有限元分析软件分析激光跟踪仪的动态特性时，电动机转子轴承的刚度及应力变形情况对激光跟踪仪的动态特性影响很大。但是，轴承受其自身的结构参数、运行条件、载荷工况以及润滑环境等因素的综合影响，其刚度是非线性的，无法直接在ANSYS软件中有效地对轴承进行建模分析，需要将轴承进行一定的简化处理。简化方法为采用ANSYS软件的combin7 单元（即三维刚度弹簧）代替模型轴承内圈与外圈之间的滚珠，完成对轴承的简化。由于轴承刚度的非线性具体参数在简化过程中是必不可少的，这时，需要根据轴承的实际工作情况，对轴承的非线性刚度进行
万方数据
具体的、精确的测量(")。
海军工程大学的陈双桥等人提出采用边界元法测试轴承的动态刚度和阻尼，并取得了较好的结果（2]。厦门大学工学院的黄太平等人给出了一个测试动态轴承刚度的具体方法，其采用传感器等电子器件进行测量，成本比较昂贵[3}。上海交通大学电子信息与电气工程学院仪器科学与工程系的傅伟等人设计了个测量精密轴承刚度的测试系统，该系统是个以工业控制计算机为核心的自动化测试系统(4]。
本文依据实际条件，采用成本较低的传统机械方法，初步测量了日本NSK6900型号的深沟球轴承的大致刚度。针对该型号轴承的径向刚度和轴向刚度，分别设计了两个测试装置，对轴承在给定载荷下的变形进行了测量。根据载荷及对应的变形情况，即可求得
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