42CrMo鋼制轉(zhuǎn)盤(pán)軸承許用接觸應(yīng)力的試驗(yàn)研究

雙排四點(diǎn)接觸轉(zhuǎn)盤(pán)軸承通常用于可靠性要求較高的大型機(jī)械中,其主要功能是連接2個(gè)需要相對(duì)回轉(zhuǎn)的大型零部件。靜/動(dòng)承載能力是選擇或者設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)盤(pán)軸承的基礎(chǔ),滾道接觸壓力分布規(guī)律則是研究轉(zhuǎn)盤(pán)軸承靜/動(dòng)承載能力的前提。討論了一種求解雙排四點(diǎn)接觸球轉(zhuǎn)盤(pán)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(zhuǎn)盤(pán)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(shè)計(jì)雙排四點(diǎn)接觸球轉(zhuǎn)盤(pán)軸承,以某型號(hào)風(fēng)電變槳轉(zhuǎn)盤(pán)軸承為例,運(yùn)用該方法求解了轉(zhuǎn)盤(pán)軸承滾道的接觸壓力分布。

首先對(duì)四點(diǎn)接觸轉(zhuǎn)盤(pán)軸承的受力變形的幾何關(guān)系進(jìn)行分析,從而可計(jì)算出較準(zhǔn)確的受力與軸承變形、接觸角變化的關(guān)系,為獲得轉(zhuǎn)盤(pán)軸承準(zhǔn)確受力變形關(guān)系提供了依據(jù)。介紹了程序求解過(guò)程。最后進(jìn)行實(shí)例分析計(jì)算。

在轉(zhuǎn)盤(pán)軸承試驗(yàn)機(jī)中需模擬軸承的受力情況，傾覆力矩是大部分轉(zhuǎn)盤(pán)軸承需承受的一種載荷，在施加傾覆力矩時(shí)需設(shè)計(jì)一加載力臂。由于該加載臂屬懸臂梁結(jié)構(gòu)，剛性較弱，但承載力較大，需對(duì)加載臂的彎曲變形進(jìn)行計(jì)算與校核。

變槳軸承和偏航軸承是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組關(guān)鍵部件之一,通常采用單排或雙排四點(diǎn)接觸球轉(zhuǎn)盤(pán)軸承,運(yùn)用赫茲彈性接觸理論,建立了雙排四點(diǎn)接觸球轉(zhuǎn)盤(pán)軸承力學(xué)模型,推導(dǎo)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(jì)算公式,并運(yùn)用數(shù)值迭代方法進(jìn)行求解,最后以某兆瓦級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)雙排四點(diǎn)接觸球變槳軸承為例,應(yīng)用該模型進(jìn)行了轉(zhuǎn)盤(pán)載荷分布的數(shù)值計(jì)算和分析,初步說(shuō)明該模型的合理性,為風(fēng)電機(jī)組轉(zhuǎn)盤(pán)軸承設(shè)計(jì)和選型提供了可靠地理論依據(jù)。

滾動(dòng)軸承轉(zhuǎn)盤(pán)軸承

介紹某型號(hào)四點(diǎn)接觸球轉(zhuǎn)盤(pán)軸承外圈的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、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(guò)實(shí)際生產(chǎn)檢驗(yàn),產(chǎn)品滿足了客戶需求。

剛度是滾動(dòng)軸承的一項(xiàng)重要性能。以hertz彈性接觸理論為基礎(chǔ),采用數(shù)值方法計(jì)算了轉(zhuǎn)盤(pán)軸承在單一和復(fù)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(diǎn)接觸球轉(zhuǎn)盤(pán)軸承的靜力學(xué)模型,然后導(dǎo)出了轉(zhuǎn)盤(pán)軸承的剛度計(jì)算公式,開(kāi)發(fā)了計(jì)算程序并進(jìn)行求解。最后用實(shí)例進(jìn)行了計(jì)算分析,得出了轉(zhuǎn)盤(pán)軸承在不同載荷下的剛度,并分析了轉(zhuǎn)盤(pán)軸承結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)剛度的影響。

四點(diǎn)接觸球轉(zhuǎn)盤(pán)軸承的載荷分布是其性能分析的重要內(nèi)容?；赼baqus軟件,首先建立單個(gè)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(duì)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(duì)軸承載荷分布的影響。研究結(jié)果表明:在保證套圈壁厚的情況下,適當(dāng)?shù)呢?fù)游隙及增大鋼球數(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(dòng)體的載荷分布方程方可準(zhǔn)確計(jì)算單排四點(diǎn)角接觸球轉(zhuǎn)盤(pán)軸承承載最大的滾動(dòng)體所承受的載荷,準(zhǔn)確繪制其承載曲線,為轉(zhuǎn)盤(pán)軸承的設(shè)計(jì)與選型提供翔實(shí)的理論依據(jù)。建立了單排四點(diǎn)角接觸球轉(zhuǎn)盤(pán)軸承完整的載荷分布分析方程,并討論了其求解方法。

針對(duì)某些轉(zhuǎn)盤(pán)軸承受自身結(jié)構(gòu)及尺寸限制,無(wú)法用常規(guī)測(cè)量方法檢測(cè)壁厚差的問(wèn)題,設(shè)計(jì)制作了一種壁厚測(cè)量表架,介紹了其結(jié)構(gòu)與操作方法,實(shí)際應(yīng)用表明,該測(cè)量表架可以準(zhǔn)確測(cè)量轉(zhuǎn)盤(pán)軸承套圈的壁厚差。

游隙對(duì)轉(zhuǎn)盤(pán)軸承的承載能力、回轉(zhuǎn)靈敏性、壽命、振動(dòng)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(shí)選配合適尺寸的滾珠,通過(guò)多次裝拆、選配直至測(cè)量軸向游隙達(dá)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(diǎn)角接觸轉(zhuǎn)盤(pán)軸承徑向游隙測(cè)量方法,并根據(jù)此徑向游隙和滾珠與滾道接觸的幾何學(xué)關(guān)系推導(dǎo)出一定游隙下滾珠直徑的預(yù)測(cè)公式。該方法特別對(duì)于游隙控制精度要求較高的風(fēng)電轉(zhuǎn)盤(pán)軸承的裝配具有重要意義。

介紹一種四點(diǎn)接觸球轉(zhuǎn)盤(pán)軸承溝直徑的檢測(cè)方法。將卡尺加以改進(jìn),卡尺卡角上裝上輔助卡角,利用輔助卡角檢測(cè)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(duì)船用吊車用轉(zhuǎn)盤(pán)軸承的選型及其受力進(jìn)行了詳細(xì)地分析和計(jì)算,在此基礎(chǔ)上對(duì)該軸承主要參數(shù)的選取,材料和密封的要求進(jìn)行了分析,所設(shè)計(jì)和制造的軸承可滿足主機(jī)的性能要求。

針對(duì)雙排四點(diǎn)接觸球轉(zhuǎn)盤(pán)軸承的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),設(shè)計(jì)了感應(yīng)器和試驗(yàn)方案,進(jìn)行了樣圈雙排球溝道的感應(yīng)淬火試驗(yàn),并由試驗(yàn)結(jié)果得出符合設(shè)計(jì)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(zhǎng)，且工況復(fù)雜，其回轉(zhuǎn)部位轉(zhuǎn)盤(pán)軸承所承受的軸向力與傾覆力矩都特別大，工況惡劣。項(xiàng)目所研制的大噸位履帶吊用轉(zhuǎn)盤(pán)軸承，具有高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)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(dòng)體的受力和變形關(guān)系,建立了軸向力、徑向力及傾覆力矩作用下球柱聯(lián)合轉(zhuǎn)盤(pán)軸承的力及力矩平衡方程。計(jì)算了在聯(lián)合載荷作用下軸承的載荷分布、各排滾動(dòng)體的最大接觸載荷及軸承中滾動(dòng)體的最大接觸應(yīng)力,對(duì)軸承的靜強(qiáng)度進(jìn)行了校核。通過(guò)實(shí)例計(jì)算結(jié)果表明,利用這種方法更有利于轉(zhuǎn)盤(pán)軸承的選型及軸承參數(shù)的優(yōu)化。

截至2010年12月．由洛陽(yáng)lyc軸承有限公司為國(guó)內(nèi)某重點(diǎn)工程機(jī)械制造廠商研制的37米及56米混凝土泵車用轉(zhuǎn)盤(pán)軸承，已使用近兩年，運(yùn)轉(zhuǎn)情況正常。經(jīng)使用廠家認(rèn)定，這兩種型號(hào)的泵車軸承產(chǎn)品性能及各方面指標(biāo)均達(dá)到了主機(jī)要求，成功替代了進(jìn)口軸承產(chǎn)品。

針對(duì)變位機(jī)工作過(guò)程中的實(shí)際要求,計(jì)算得到變位機(jī)承受切削力的大小,對(duì)變位機(jī)用轉(zhuǎn)盤(pán)軸承—4點(diǎn)接觸球轉(zhuǎn)盤(pán)軸承進(jìn)行有限元模型的建立,并對(duì)其進(jìn)行切削力作用下的諧響應(yīng)分析,得到該軸承在極限工作位置時(shí),軸承外圈的上表面在x、y、z三個(gè)方向的頻率位移響應(yīng)曲線,從而確定了危險(xiǎn)點(diǎn)的頻率,并得到了在此頻率下轉(zhuǎn)盤(pán)軸承的應(yīng)力、變形云圖,證明了選用軸承具有足夠的靜剛度和動(dòng)剛度,計(jì)算結(jié)果對(duì)于變位機(jī)的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)以及轉(zhuǎn)盤(pán)軸承的選用有指導(dǎo)作用。

針對(duì)變位機(jī)的實(shí)際要求,選擇4點(diǎn)接觸球轉(zhuǎn)盤(pán)軸承作為其主要承力部件,簡(jiǎn)要介紹了轉(zhuǎn)盤(pán)軸承的構(gòu)造、特點(diǎn)及變位機(jī)的工作要求,采用載荷疊加法在matlab中編程計(jì)算,得到全載荷狀態(tài)下當(dāng)量負(fù)荷的分布情況,從而得出轉(zhuǎn)盤(pán)軸承工作過(guò)程中當(dāng)量負(fù)荷的最大值及其受力最差的位置,通過(guò)靜力彈性接觸理論公式得到此時(shí)受載最大的滾動(dòng)體對(duì)滾道的接觸應(yīng)力。在ansys中對(duì)4點(diǎn)接觸球轉(zhuǎn)盤(pán)軸承進(jìn)行有限元分析,得到靜力下的應(yīng)力和變形云圖及受載最大的滾動(dòng)體對(duì)外滾道的接觸應(yīng)力。與理論計(jì)算結(jié)果相比較,驗(yàn)證了有限元分析結(jié)果的正確性與可信性。

本文從風(fēng)電機(jī)組轉(zhuǎn)盤(pán)軸承實(shí)際疲勞載荷等效轉(zhuǎn)化、試驗(yàn)載荷選取、試驗(yàn)時(shí)間三個(gè)方面描述了一種室內(nèi)風(fēng)電轉(zhuǎn)盤(pán)軸承的加速疲勞壽命試驗(yàn)方法。該方法偏于保守,滿足了風(fēng)電機(jī)組轉(zhuǎn)盤(pán)軸承高可靠性的要求,通過(guò)實(shí)際試驗(yàn)驗(yàn)證了本方法的可行性,并提出了風(fēng)電轉(zhuǎn)盤(pán)軸承優(yōu)化安裝方法。

提出了一種轉(zhuǎn)盤(pán)軸承靜載荷承載曲線的精確計(jì)算方法。以四點(diǎn)接觸球轉(zhuǎn)盤(pán)軸承為例,通過(guò)建立軸承的靜力學(xué)模型,計(jì)算了不同外部載荷條件下軸承的載荷分布;當(dāng)受載最大的滾動(dòng)體載荷等于滾動(dòng)體許用載荷時(shí),利用所對(duì)應(yīng)的外部載荷作為承載曲線上點(diǎn)來(lái)繪制承載曲線。計(jì)算結(jié)果表明:利用這種方法計(jì)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(shè)計(jì)。

齒加工是轉(zhuǎn)盤(pán)軸承生產(chǎn)過(guò)程中耗時(shí)最長(zhǎng)的一道工序,也是一直以來(lái)制約轉(zhuǎn)盤(pán)軸承生產(chǎn)效率的最主要因素之一。以實(shí)際加工數(shù)據(jù)為依據(jù),從效率和成本兩個(gè)方面對(duì)比研究了銑齒、滾齒兩種工藝在轉(zhuǎn)盤(pán)軸承齒加工方面的應(yīng)用情況,為合理選擇轉(zhuǎn)盤(pán)軸承齒加工工藝和設(shè)備提供了依據(jù)。