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装配过盈量对薄壁轴承摩擦力矩的影响

作者:永丰轴承发布时间:2021-01-28 16:52

装配过盈量对薄壁轴承摩擦力矩的影响
本文在考虑装配的情况下对轴承的摩擦力矩进行理论分析及模拟计算,得到以下结论:
(1)轴承沟道所对应的轴承外圈的外表面处为轴系中提供摩擦力的主要部位,同时也是最容易磨损部位。
(2)装配对轴承摩擦力矩的主要影响因素为沟道曲率半径的变化,而曲率中心的变化对摩擦力矩的影响较小。
(3)对外沟道摩擦力矩的影响按照大小的关系依次是:接触载荷>曲率半径>曲率中心间距。

旋转关节轴系作为航天机构的关键执行组件需要有高可靠性和长寿命[1],而其所处空间环境的严酷性、极端性和不确定性将对轴系此,本文针对空间角接触球轴承的装配过盈量对轴承结构参数和对摩擦力矩的影响机理进行研究。装配过盈量直接影响薄壁轴承的间隙和刚度,Todd M J等[2]分析了角接触球轴承摩擦力矩与沟道曲率半径的关系。Kitahara Tokio[3]等推导出关于轴承受轴向和径向联合载荷作用下摩擦力矩的经验公式。Maegawa[4]基于Persson接触理论得到的公式描述滑动摩擦过后由摩擦力矩导致的表面应力分布的不均匀。GARRIDO J C[5]对装配问题中有关接触面间应力的变化进行分析。Gentle C R[6]等对轴承中引导面与保持架、保持架与滚珠间的摩擦力矩进行研究,得到了数学计算模型。Gupa P K[7]等研究了保持架运动与摩擦力矩不稳定性的关系,指出保持架质心的轨迹会随着由滚珠与滚道,滚珠与保持架碰撞所导致的摩擦力矩的不稳定而波动。Rodionov E M[8]对表面加工精度与摩擦力矩的波动关系进行研究。王硕桂,夏源明[9]研究了过盈配合量和预紧力对高速角接触球轴承刚度的影响。黄庆学[10]对锥面装配中接触应力的变化及磨损近行分析与实验研究。航天机构能否正常运转及实现预定功能取决于驱动单元轴系的可靠性,而空间轴承是影响轴系寿命的重要因素之一。本文研究了装配过盈量对轴承结构参数和摩擦力矩的影响,对驱动单元轴系预紧力施加工艺的设计,轴系结构的改进,以及精密轴系的可靠性均有重要的参考和指导意义。图3外圈变形示意图IE222D2图s 322-外2 2圈D21变形22示2意图
1角接触球轴承理论分析
1.1轴系结构星间链路天线驱动单元的轴系组件主要由轴承座、角接触球轴承、主轴、隔套和锁紧螺母等组成(见图1),轴承采用过盈配合,背对背安装的配置方式,通过锁紧螺母旋入量的调节对轴承内圈施加轴向力,推动内圈沿轴向移动,并通过滚珠将力传递给轴承外圈,外圈通过隔套将力传递给另一侧轴承,从而达到将两个轴承预紧的目的。
1.2装配对摩擦力矩的影响在轴承的装配中,运用最为广泛的就是轴与孔的过盈装配,轴孔过盈装配结构简单,操作容易,轴承的承载能力高。轴承内圈与轴过盈连接,由过盈装配接触面间的预应力产生摩擦力。因此,在进行轴承应用研究时,就要考虑装配对轴承工作性能的影响(见图2、图3)。装配对轴承的主要影响是过盈产生的接触面应力[9]对轴承结构产生影响,尤其是精密的薄壁轴承,对外部应力极为敏感。笔者首先根据装配过盈量计算出结合面的应力,然后再根据受力分析得出轴承的变形。
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