含滚道剥落缺陷的滚动轴承动力学建模及分析

作者：王潇; 马军^*; 熊新; 陈靖宇

来源：北京航空航天大学学报, 2023, 1-15.

DOI：10.13700/j.bh.1001-5965.2023.0565

• 滚动轴承
• 滚道剥落
• 缺陷尺寸
• 动力学建模
• 振动响应分析

为了深入分析轴承滚道剥落缺陷引发冲击性振动响应的机理，动力学模型的构建成为必要且有效的手段。针对现有轴承动力学模型中的缺陷激励函数难以准确刻画实际剥落缺陷的问题，提出了一种考虑缺陷三维尺寸的激励函数来构建含滚道剥落缺陷的轴承动力学模型。首先，以椭圆形状模拟缺陷三维形貌，在此基础上构建缺陷激励函数并将其融入动力学模型。其次，分析了滚动体通过不同尺寸缺陷过程中产生的额外接触位移量的变化情况。然后，通过仿真与实际实验验证模型的正确性并深入探究缺陷尺寸与振动响应间的关系。最后，与矩形激励函数模型对比，证明所提模型的有效性与适用性。实验结果表明：所构建的模型与理论、实测信号误差均在±5%以内；缺陷尺寸的变化将引起额外接触位移的改变进而使轴承产生不同的振动响应；相比矩形激励函数模型，本文模型可有效模拟滚动轴承在不同尺寸剥落缺陷下的振动响应。相关研究结果可为轴承故障诊断及性能评估提供理论支持。

• 单位
  昆明理工大学; 自动化学院