ISSN1000 3762 CN41 1148/TH
轴承2017年3期 Bearing 2017, No. 3
58
DOI:10. 19533/j. issn1000 3762. 2017. 03. 002
轴向载荷下圆柱滚子轴承滚子端面与挡边
接触位置的多标模糊优化设计
张亚军，张雨奇
（1.杭州轴承试验研究中心有限公司，杭州310022;2.贡比涅技术大学，法国
国贡比涅60200）
摘要：对轴向载荷下的圆柱滚子轴承滚子端面和挡边的接触位置进行分析，建立以油膜厚度、接触应力和变形
量为目标的多目标优化模型，用模糊优化法求解，最终得到最佳位置参数。关键词：圆柱滚子轴承：轴向载荷：接触位置；多目标：模糊优化设计
中图分类号：TH133.33
文献标志码：B
文章编号：10003762(2017)03000504
Multi-ObjectiveFuzzy Optimization Design of Contact Position BetweenRollerEndFaceAndRibforCylindricalRollerBearings
UnderAxialLoad Zhang Yajun',Zhang Yuqi?
(1, Hangzhou Bearing Test & Research Center Co. ,Ltd. ,Hangzhou 310022,China;2, University of Technology of
CompiegneCompiegne,France)
Abstract; The contact position between roller end face and rib is theoretically analyzed for cylindrical roller bearings under axial load,and the multi objective optimization model is build based on the targets such as oil film thickness, contact stress and deformation. The theory solution is got with fuzzy optimization algorithm, eventually optimizing the po-sition parameters
Key words: cylindrical roller bearing;axial load;contact position;multi objective;fuzzy optimization design
在大多数应用中，向心滚子轴承不仅要承受径向载荷，还要承受轴向载荷，带挡边的圆柱滚子轴承是其中之一。文献[1]有关于向心滚子轴承轴向承载能力的介绍。轴向承载能力与材料的疲劳强度无关，而与滚子端面和引导挡边的接触和润滑条件有关。在没有流体润滑时，轴向载荷会使滚子端面和挡边之间产生摩擦，如果载荷条件恶劣，则会迅速发生破坏。而球端面滚子与挡边间易形成油膜，会降低摩擦因数与接触温度。球端面滚子与平端面相比，在较高的轴向载荷下不发生咬合现象。球端面与挡边的接触对于接触应力、接触变形、油膜厚度、摩擦因数、摩擦力矩等均有影响。若想得到最大的油膜厚度、最小接触应力及摩摄因数等，需找到最佳接触位置。
收稿日期：2016-03-15；修回日期：2016-09-27 万方数据
文献[2]介绍了接触位置寻优的一种试验方法，该方法与图解法相同，求解不准确，且计算程序仅考虑了载荷与变形，油膜厚度、摩擦因数等都是把位置确定后再进行核算，其成本较高。鉴于此，通过对接触位置受力及流体润滑分析，建立以接触应力、接触变形、油膜厚度为多目标的模糊优化模型，用模糊优化法求解。并求解最佳模糊水平截集，确定最佳接触位置。引人模糊数学的基本思想，不仅解决了多目标优化问题，同时也兼顾了一些难以用模型来表达的主观和客观因素，得到在不同最优水平值下的优化方案，以供用户选择。
1模型的建立 1.1目标函数
滚子端面和挡边接触如图1所示，A为接触点，6为挡边角度，S为滚子球端面半径，R为滚子