42CrMo鋼制轉盤軸承許用接觸應力的試驗研究

雙排四點接觸轉盤軸承通常用于可靠性要求較高的大型機械中,其主要功能是連接2個需要相對回轉的大型零部件。靜/動承載能力是選擇或者設計轉盤軸承的基礎,滾道接觸壓力分布規(guī)律則是研究轉盤軸承靜/動承載能力的前提。討論了一種求解雙排四點接觸球轉盤軸承在任意方向和大小外載條件下滾道載荷分布情況的方法,這種方法綜合考慮了轉盤軸承的截面間隙、滾珠直徑、初始接觸角、滾道/滾珠曲率半徑比等各種幾何參數(shù),適用于優(yōu)化設計雙排四點接觸球轉盤軸承,以某型號風電變槳轉盤軸承為例,運用該方法求解了轉盤軸承滾道的接觸壓力分布。

首先對四點接觸轉盤軸承的受力變形的幾何關系進行分析,從而可計算出較準確的受力與軸承變形、接觸角變化的關系,為獲得轉盤軸承準確受力變形關系提供了依據(jù)。介紹了程序求解過程。最后進行實例分析計算。

在轉盤軸承試驗機中需模擬軸承的受力情況，傾覆力矩是大部分轉盤軸承需承受的一種載荷，在施加傾覆力矩時需設計一加載力臂。由于該加載臂屬懸臂梁結構，剛性較弱，但承載力較大，需對加載臂的彎曲變形進行計算與校核。

變槳軸承和偏航軸承是風力發(fā)電機組關鍵部件之一,通常采用單排或雙排四點接觸球轉盤軸承,運用赫茲彈性接觸理論,建立了雙排四點接觸球轉盤軸承力學模型,推導了基于聯(lián)合載荷(軸向載荷、徑向載荷和傾覆力矩)作用下的軸承載荷分布計算公式,并運用數(shù)值迭代方法進行求解,最后以某兆瓦級風力發(fā)電機雙排四點接觸球變槳軸承為例,應用該模型進行了轉盤載荷分布的數(shù)值計算和分析,初步說明該模型的合理性,為風電機組轉盤軸承設計和選型提供了可靠地理論依據(jù)。

滾動軸承轉盤軸承

介紹某型號四點接觸球轉盤軸承外圈的結構特點、材料特性和精度要求,分析并制訂了外圈磨削加工工藝流程,經(jīng)過實際生產(chǎn)檢驗,產(chǎn)品滿足了客戶需求。

剛度是滾動軸承的一項重要性能。以hertz彈性接觸理論為基礎,采用數(shù)值方法計算了轉盤軸承在單一和復合載荷下的剛度,此法比傳統(tǒng)的算法求解精度高。首先,建立了單排四點接觸球轉盤軸承的靜力學模型,然后導出了轉盤軸承的剛度計算公式,開發(fā)了計算程序并進行求解。最后用實例進行了計算分析,得出了轉盤軸承在不同載荷下的剛度,并分析了轉盤軸承結構參數(shù)對剛度的影響。

四點接觸球轉盤軸承的載荷分布是其性能分析的重要內容?；赼baqus軟件,首先建立單個鋼球—滾道接觸模型,分析了初始接觸角及溝曲率半徑因數(shù)對軸承軸向承載能力的影響;然后建立聯(lián)合載荷作用下軸承的整體模型,分析了套圈壁厚、游隙及鋼球數(shù)量對軸承載荷分布的影響。研究結果表明:在保證套圈壁厚的情況下,適當?shù)呢撚蜗都霸龃箐撉驍?shù)量可使軸承的載荷分布合理,并提高其承載能力。

正確建立滾動體的載荷分布方程方可準確計算單排四點角接觸球轉盤軸承承載最大的滾動體所承受的載荷,準確繪制其承載曲線,為轉盤軸承的設計與選型提供翔實的理論依據(jù)。建立了單排四點角接觸球轉盤軸承完整的載荷分布分析方程,并討論了其求解方法。

針對某些轉盤軸承受自身結構及尺寸限制,無法用常規(guī)測量方法檢測壁厚差的問題,設計制作了一種壁厚測量表架,介紹了其結構與操作方法,實際應用表明,該測量表架可以準確測量轉盤軸承套圈的壁厚差。

游隙對轉盤軸承的承載能力、回轉靈敏性、壽命、振動特性等具有重要的影響,目前通行控制游隙的方法是在裝配時選配合適尺寸的滾珠,通過多次裝拆、選配直至測量軸向游隙達到要求,工作量大、效率低、精度差。文章提出一種基于光柵的四點角接觸轉盤軸承徑向游隙測量方法,并根據(jù)此徑向游隙和滾珠與滾道接觸的幾何學關系推導出一定游隙下滾珠直徑的預測公式。該方法特別對于游隙控制精度要求較高的風電轉盤軸承的裝配具有重要意義。

介紹一種四點接觸球轉盤軸承溝直徑的檢測方法。將卡尺加以改進,卡尺卡角上裝上輔助卡角,利用輔助卡角檢測桃形溝直徑

根據(jù)船用吊車的特殊工況條件和使用要求,對船用吊車用轉盤軸承的選型及其受力進行了詳細地分析和計算,在此基礎上對該軸承主要參數(shù)的選取,材料和密封的要求進行了分析,所設計和制造的軸承可滿足主機的性能要求。

針對雙排四點接觸球轉盤軸承的結構特點,設計了感應器和試驗方案,進行了樣圈雙排球溝道的感應淬火試驗,并由試驗結果得出符合設計要求的工藝參數(shù)。

大噸位履帶吊由于所起吊的噸位大，吊臂長，且工況復雜，其回轉部位轉盤軸承所承受的軸向力與傾覆力矩都特別大，工況惡劣。項目所研制的大噸位履帶吊用轉盤軸承，具有高的結構強度和高的承載能力，能夠滿足大噸位履帶吊在大的軸向力及大的傾履力矩下安全可靠的工作，保證其使用壽命。

根據(jù)滾動體的受力和變形關系,建立了軸向力、徑向力及傾覆力矩作用下球柱聯(lián)合轉盤軸承的力及力矩平衡方程。計算了在聯(lián)合載荷作用下軸承的載荷分布、各排滾動體的最大接觸載荷及軸承中滾動體的最大接觸應力,對軸承的靜強度進行了校核。通過實例計算結果表明,利用這種方法更有利于轉盤軸承的選型及軸承參數(shù)的優(yōu)化。

截至2010年12月．由洛陽lyc軸承有限公司為國內某重點工程機械制造廠商研制的37米及56米混凝土泵車用轉盤軸承，已使用近兩年，運轉情況正常。經(jīng)使用廠家認定，這兩種型號的泵車軸承產(chǎn)品性能及各方面指標均達到了主機要求，成功替代了進口軸承產(chǎn)品。

提出了一種轉盤軸承靜載荷承載曲線的精確計算方法。以四點接觸球轉盤軸承為例,通過建立軸承的靜力學模型,計算了不同外部載荷條件下軸承的載荷分布;當受載最大的滾動體載荷等于滾動體許用載荷時,利用所對應的外部載荷作為承載曲線上點來繪制承載曲線。計算結果表明:利用這種方法計算出的承載曲線更有利于軸承合理選型及軸承參數(shù)優(yōu)化設計。

接觸體彈性模量(mpa)e1210000p e2210000 接觸體泊松比v10.3 v20.3 接觸橢圓長半軸aa0.306967 接觸橢圓短半軸bb0.306967 物體1表面在接觸點上處的主 曲率半徑。r1和r1'所在的平 面相互垂直。 r111.1251/r10.089888 r1'11.1251/r1'0.089888 物體2表面在接觸點上處的主 曲率半徑。r2和r2'所在的平 面相互垂直。 r211.1251/r20.089888 r2'11.1251/r2'0.089888 兩接觸體主曲率平面間的夾角ψ0 1/r1+1/r1'+1/r2+1/r2'0.359551 cosw0 0 1(2)11()11( 1111 1cos2 22 2 11 2211 rrrrr rrrr 3 2211 2 2 2 1 2 1 11

提出了一種三排圓柱滾子轉盤軸承在徑向、軸向載荷和傾覆力矩聯(lián)合作用下疲勞壽命的計算方法。通過軸承的徑向和軸向靜力平衡分析計算得到各排滾子的載荷,進而計算出各個套圈的當量滾動體載荷,由套圈的額定滾動體載荷和當量滾動體載荷計算出各個滾道的額定壽命,最終求出整個軸承的疲勞壽命。

分析某型小模數(shù)大直徑轉盤軸承齒圈采用傳統(tǒng)表面感應淬火存在的不足,介紹了采用沿齒頂圓連續(xù)加熱中頻感應淬火工藝,對齒輪預處理、淬火介質、感應加熱器及工藝參數(shù)進行分析討論。經(jīng)質量檢測表明,改進后淬火工藝保證了小模數(shù)大直徑轉盤軸承齒輪的淬火質量,淬火硬度和淬硬層深度滿足工藝要求。

以hertz彈性接觸理論和lundberg-palmgren的疲勞壽命理論為基礎,結合多排滾子轉盤軸承特殊的結構形式和受載條件,導出了接觸強度校核及壽命估算的理論公式,并介紹了動、靜承載能力曲線的繪制方法。