Page 205 - 《振动工程学报》2025年第11期

第 11 期 王 展，等：考虑球缺陷的全陶瓷角接触球轴承打滑及非线性振动特性研究 2663

球与内滚道的接触力 / N 90 球与内滚道的滑移速度 / (m·s −1 ) 0.7 0.015 0.40 正常
120 0.8

0.2 mm
0.010
0.6
60
0.005
0.5 mm
0.5
1 mm
0.38
0.4
0.36
30
0.32
0
0.2
0.1
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 0.3 0.34
时间 / s 0
(a) 正常 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
时间 / s
(a) Normal 图 19 不同缺陷宽度下球与内圈的滑移速度
球与内滚道的接触力 / N 90 Fig. 19 Slipping velocity between the ball and inner race under
120
different defect widths
60

500
30
正常
0
0.5 mm
300
1 mm
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 400 0.2 mm
时间 / s 保持架旋转速度 / (rad·s −1 ) 200
(b) 0.2 mm 100 0
球与内滚道的接触力 / N 90 Fig. 20 Rotational velocity of the cage under different defect
120
0.4
0
0.2
0.8
1.0
0.6
时间 / s
图 20 不同缺陷宽度下保持架的旋转速度
60
30
widths
0
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 宽度下，保持架在内圈加速 1 s 的过程中的滑动率。
时间 / s 可以看到，当保持架滑动率趋近稳定时，球缺陷宽度
(c) 0.5 mm
越大，保持架滑动率波动越大。在加速 0.4 s 时，健康
球与内滚道的接触力 / N 120 时，保持架的滑动率约为 0.43%；球缺陷宽度为 0.5 mm
轴承的保持架滑动率约为
0.42%；球缺陷宽度为
0.2 mm
150
0.44%；球缺陷宽度为
时，保持架的滑动率约为
1 mm
90
60
0.52%。由此可知，随着球
时，保持架的滑动率约为
30

0

100
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 缺陷宽度的扩大，保持架的不稳定性增加，滑动率增大。
保持架滑动率 / % 1 mm
时间 / s 80 0.5 正常
0.2 mm
(d) 1 mm 60 0.5 mm
40 0.4
图 17 不同缺陷宽度下球与内圈的接触力
Fig. 17 Contact force between the ball and inner race under 20
0
different defect widths
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
时间 / s
球自转角速度 / (rad·s −1 ) 2400 0.2 mm 4 匀 速 工 况 下 全 陶 瓷 轴 承 非 线 性 振 动
3200 理论 图 21 不同缺陷宽度下保持架的滑动率
2800
正常
Fig. 21 Slip ratio of the cage under different defect widths
2000
0.5 mm
1600
1 mm
1200
800
400
0
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 特 性 分 析
时间 / s

图 18 不同缺陷宽度下球的自转角速度 全陶瓷轴承在运行过程中，其振动特性会受到
Fig. 18 Rotational angular velocity of the ball under different 多种方面的影响 [32-33] ，本节分别采用健康轴承和球缺
defect widths 陷轴承模拟其振动状态，通过分析轴承的时域图、