航空发动机高速球轴承动态特性分析.pdf

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1、万方数据第28卷第6期2()07年11月航空学报ACTAAERoNAUTICAETASTR()NAUTICASINICAV01．28No．6Nov．2007文章编号：1000一6893(2007)06一1461—07航空发动机高速球轴承动态特性分析王黎钦，崔立，郑德志，古乐(哈尔滨工业大学机电工程学院，黑龙江哈尔滨150001)AnalysisonDynamicCharacteristicsofAero_engineHigh—speedBallBearingsWangLiqin，CuiLi，ZhengDezhi，GuLe(S

2、chooIofMechatronicsEn西neerjng，HarblnInstituteofTechnology。Harbln150001，China)摘要；高速滚动轴承的动态特性对航空发动机转子系统的性能有重要的影响，为尽可能真实模拟轴承实际运转情况，建立轴承零件相互作用模型得到各零什之间力和力矩，使用较精确的弹流模型计算拖动力，采用拟动力学法建立任意受载的球轴承动力学分析模型，提出了工程中非线性方程组的高效解法。编制调试了计算程序READ(RolliⅡgE1ementbea^ngAdvancedDynamicstooD

3、，以276927NKlwl(H)航空轴承为算例分析了工况参数和结构参数对滚动轴承动态特性的影响规律，最后通过Gupta的动力学程序算例验证了程序的准确性。轴承动态特性的研究为研究航空发动机转于一轴承集成系统动态性能分析奠定了基础。关键词；球轴承；动态特性；拟动力学；非线性方程组；联合载荷中图分类号{v233．453文献标识码：AAbstract：Thedynamiccharacterisncsofbanbcarlngsathigh5peedhaveimportanteffectsontherotorsystemofaer0-

4、engjne．InordertosjmuIatetheactualwo出j“gconditions，thedynamic丑naly5ismodeIofbalJbea“ngsunderarbitrarvloadsisestablishedbyqua8卜dynamlcmethod，byw11ichforcesandmomentsareobtainedfromInter—actionmodelofbearingparts，andthetractiDnforceiscomputedbyanaccuratetractionmodel．

5、Theeffl—cientsolutionmethodofnonllnearequ日tloⅡs15prop05ed．Aprogramnamedr01lingelementbearingadvanceddyTlamicstooI(READ)1sdeveloped．Takingtype276927NKlWl(H)bearingasanexample，theeffectrulesofdifferentoperatingc。nditio“parametersandbearingstruclurepafametersforthedyn

6、a眦characte^sticso{ballbeart“gsareanalyzedbytheprogram．Finally，theaccuracyoftheprogrami5verifiedbythecomputationexampleofGuptmThestudyofdynamicchafacteristlcsofballbeariIlgsestabIishesthefoundationforthefur—therstudyofdynamiccharacteristicanalysjsofrotor_bearinginte

7、gration8ystemKeywords：ballbearing；dynamiccharacteristlc；quas卜dynami。}nonlin朗requatio“；combjnedload滚动轴承是航空发动机转子系统广泛使用的支承，其动态性能影响转子系统性能且实际寿命往往比预期寿命低，因此要研究高速轴承的动态特性。Jones建立了拟静力学分析模型，Harris在此基础上考虑弹流分析了轴承动态性能，但模型中仍存在弹流计算精度低，考虑自由度少、非线性方程组收敛困难等问题。此后Meeks，Gupta等建立了动力学分析模型[

8、1。2]，国内对滚动轴承动力学和拟动力学也已经做了大量有益的研究o-8J。目前面临的问题是滚动轴承的动力学分析模型虽然理论完善，但计算量太大不适合做轴承动态特性分析，国内拟动力学模型存在考虑自由度较少、轴承不能普遍承载、拖动力计算精度不高、计算时收稿日期：2006—10。31；修订日期：2