吉林大学学报(工学版) ›› 2016, Vol. 46 ›› Issue (4): 1182-1189.doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201604025

• 论文 • 上一篇    下一篇

考虑载荷大小变化次序的球轴承寿命修正模型

关健, 王黎钦   

  1. 哈尔滨工业大学 机电工程学院,哈尔滨 150001
  • 收稿日期:2014-12-29 出版日期:2016-07-20 发布日期:2016-07-20
  • 通讯作者: 王黎钦(1964-),男, 教授, 博士生导师.研究方向:摩擦学及其控制技术.E-mail:lqwanghit@gmail.com
  • 作者简介:关健(1989-), 男, 博士研究生.研究方向:摩擦学及其控制技术.E-mail:j.guan@hit.edu.cn
  • 基金资助:
    “973”国家重点基础研究发展计划项目 (2013CB632305); 国家自然科学基金项目(51375108)

Modified life model of ball bearing considering load changing sequence

GUAN Jian, WANG Li-qin   

  1. School of Mechatronics Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China
  • Received:2014-12-29 Online:2016-07-20 Published:2016-07-20

RICH HTML

0   

PDF (PC)

143

摘要： 为建立考虑载荷大小变化次序的球轴承疲劳寿命模型,在Miner理论和改进的Lundberg-Palmgren理论的基础上,引入了一种新的疲劳损伤累积理论,并考虑了材料疲劳极限应力对寿命的影响。以深沟球轴承6205为例,采用高速滚动轴承性能预测分析软件中的拟动力学计算模块,分析了等效载荷法和修正寿命模型中载荷类型、载荷均值、载荷振幅、载荷频率、转速等因素对寿命的影响规律。计算结果表明:相比于等效载荷法,修正的寿命模型能更全面地反映上述5种因素对轴承疲劳寿命的影响程度。

关键词: 机械设计, 循环变载荷, 球轴承, 加载次序效应, 疲劳极限, 等效载荷法, 寿命修正模型

Abstract: In order to establish bearing fatigue life model considering the effect of load sequence, a new fatigue damage accumulation theory and material fatigue limit stress were introduced based on the Miner theory and improved L-P theory. Taking deep-groove bearing 6205 as an example, the effects of load type, mean load, load amplitude, load frequency and rolling speed on bearing life were analyzed by combining bearing quasi dynamic calculation software. The results show that, comparing to equivalent load method, the modified life model can fully reflect the effects of the above mentioned five factors. The effect of load sequence is also considered in this modified life model.

Key words: mechanical design, pulsating load, ball bearing, effect of load sequence, fatigue limit, equivalent load method, modified life model

中图分类号: 

  • TH133.33
[1] 彭波. 高速脉动重载滚动轴承工作特性仿真分析[D]. 哈尔滨:哈尔滨工业大学机电工程学院,2007.
Peng Bo. Simulation analysis on working characteristics of high-speed rolling bearings under high pulsating load[D]. Harbin: School of Mechatronics Engineering, Harbin Institute of Technology, 2007.
[2] 卢黎明. 循环载荷冲击下滚滑轴承的振动特性[J]. 机械工程学报, 2013, 49(5): 39-46.
Lu Li-ming. Vibration characteristics of rolling-sliding blend bearing under the impact of cyclic loading[J]. Journal of Mechanical Engineering, 2013, 49(5): 39-46.
[3] Yuan Rong, Li Hai-qing, Huang Hong-zhong,et al. A new non-linear continuum damage mechanics model for fatigue life prediction under variable loading[J]. Mechanika, 2013, 19(5): 506-511.
[4] Weibull W. Efficient method for estimating fatigue life distribution of rolling bearings[M]∥ Bidwell J B, Rolling Contact Phenomena, New York: Elsevier, 1962: 252-265.
[5] Lundberg G, Palmgren A. Dynamic capacity of rolling bearings[J]. Journal of Applied Mechanics-Transactions of the ASME, 1949, 16(2): 165-172.
[6] International Organization for Standardization.ISO 281-2007:Roiling bearings dynamic load ratings and rating life[S]. Switzer Land, 2007.
[7] 冷钢. 复合工况下高速滚动轴承的寿命和可靠性预测[D]. 哈尔滨: 哈尔滨工业大学机电工程学院,2012.
Leng Gang. Prediction on life and reliability of high speed rolling bearings in complex operating conditions[D]. Harbin: School of Mechatronics Engineering, Harbin Institute of Technology, 2012.
[8] Weppert Gmb H, Co K G. FAG Rolling Bearings: Catalogue WL41 520EA[M]. Schweinfurt:Springer,1995: 31-33.
[9] Kwofie S, Rahbar N. A fatigue driving stress approach to damage and life prediction under variable amplitude loading[J]. International Journal of Damage Mechanics, 2012, 22(3):393-404.
[10] Harris T A. Rolling Bearing Anaysis[M]. 5th ed. New York: John Wiley&Sons,Inc, 2007: 165-236.
[11] 崔立. 航空发动机高速滚动轴承及转子系统的动态性能研究[D]. 哈尔滨:哈尔滨工业大学机电工程学院,2008.
Cui Li. Research on dynamic performances of high-speed rolling bearing and rotor system of aeroengine[D]. Harbin: School of Mechatronics Engineering, Harbin Institute of Technology, 2008.
[12] Gupta P K. Dynamic of rolling-element bearings part III: ball bearing analysis[J]. Trans of ASME, 1979, 101(3): 312-318.
[13] Aid A, Amrouche A, Bouiadjra B B, et al. Fatigue life prediction under variable loading based on a new damage model[J]. Materials and Design, 2011, 32(1):183-191.
[14] Miner M A. Cumulative damage in fatigue[J]. Journal of Applied Mechanics, 1945, 12(3):159-164.
[15] Shang De-guang, Yao Wei-xing. A nonlinear damage cumulative model for uniaxial fatigue[J]. International Journal of Fatigue, 1999, 21(2): 187-194.
[16] Ioannides E, Harris T. A new fatigue life model for rolling bearings[J]. ASME Trans J Tribol, 1985, 107(3): 367-377.
[1] 毕秋实,王国强,黄婷婷,毛瑞,鲁艳鹏. 基于DEM-FEM耦合的双齿辊破碎机辊齿强度分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1770-1776.
[2] 朱伟,王传伟,顾开荣,沈惠平,许可,汪源. 一种新型张拉整体并联机构刚度及动力学分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1777-1786.
[3] 刘建芳, 王记波, 刘国君, 李新波, 梁实海, 杨志刚. 基于PMMA内嵌三维流道的压电驱动微混合器[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1500-1507.
[4] 毛宇泽, 王黎钦. 鼠笼支撑一体化结构对薄壁球轴承承载性能的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1508-1514.
[5] 王涛, 伞晓刚, 高世杰, 王惠先, 王晶, 倪迎雪. 光电跟踪转台垂直轴系动态特性[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1099-1105.
[6] 刘坤, 刘勇, 闫建超, 吉硕, 孙震源, 徐洪伟. 基于体外传感检测的人体站起动力学分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1140-1146.
[7] 吉野辰萌, 樊璐璐, 闫磊, 徐涛, 林烨, 郭桂凯. 基于MBNWS算法的假人胸部结构多目标优化设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1133-1139.
[8] 贺继林, 陈毅龙, 吴钪, 赵喻明, 汪志杰, 陈志伟. 起重机卷扬系统能量流动分析及势能回收系统实验[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1106-1113.
[9] 谢传流, 汤方平, 孙丹丹, 张文鹏, 夏烨, 段小汇. 立式混流泵装置压力脉动的模型试验分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1114-1123.
[10] 孙秀荣, 董世民, 王宏博, 李伟成, 孙亮. 整体抽油杆柱在油管内空间屈曲的多段式仿真模型对比[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1124-1132.
[11] 刘志峰, 赵代红, 王语莫, 浑连明, 赵永胜, 董湘敏. 重载静压转台承载力与油垫温度场分布的关系[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 773-780.
[12] 曹婧华, 孔繁森, 冉彦中, 宋蕊辰. 基于模糊自适应PID控制的空压机背压控制器设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 781-786.
[13] 李锐, 张路阳, 刘琳, 武粤元, 陈世嵬. 基于相似理论的三跨桥梁磁流变隔振[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 787-795.
[14] 陈忠敏, 侯力, 段阳, 张祺, 杨忠学, 蒋易强. 新型摆线针轮行星减速器传动系统的振动特性[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(1): 174-185.
[15] 刘念, 徐涛, 徐天爽, 胡贤磊, 刘维海. 基于差厚技术的汽车仪表板管梁轻量化设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(1): 199-204.
Viewed
Full text


Abstract

Cited
  Shared   
  Discussed   
[1] 刘松山, 王庆年, 王伟华, 林鑫. 惯性质量对馈能悬架阻尼特性和幅频特性的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 557 -563 .
[2] 初亮, 王彦波, 祁富伟, 张永生. 用于制动压力精确控制的进液阀控制方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 564 -570 .
[3] 李静, 王子涵, 余春贤, 韩佐悦, 孙博华. 硬件在环试验台整车状态跟随控制系统设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 577 -583 .
[4] 胡兴军, 李腾飞, 王靖宇, 杨博, 郭鹏, 廖磊. 尾板对重型载货汽车尾部流场的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 595 -601 .
[5] 王同建, 陈晋市, 赵锋, 赵庆波, 刘昕晖, 袁华山. 全液压转向系统机液联合仿真及试验[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 607 -612 .
[6] 张春勤, 姜桂艳, 吴正言. 机动车出行者出发时间选择的影响因素[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 626 -632 .
[7] 马万经, 谢涵洲. 双停车线进口道主、预信号配时协调控制模型[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 633 -639 .
[8] 于德新, 仝倩, 杨兆升, 高鹏. 重大灾害条件下应急交通疏散时间预测模型[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 654 -658 .
[9] 肖赟, 雷俊卿, 张坤, 李忠三. 多级变幅疲劳荷载下预应力混凝土梁刚度退化[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 665 -670 .
[10] 肖锐, 邓宗才, 兰明章, 申臣良. 不掺硅粉的活性粉末混凝土配合比试验[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 671 -676 .
版权所有 © 《吉林大学学报(工学版)》编辑部
地址：长春市人民大街5988号　电话：+86-431-85095297　传真：+86-431-85094074　E-mail: xbgxb@jlu.edu.cn
本系统由北京玛格泰克科技发展有限公司设计开发