雙排四點(diǎn)接觸球轉(zhuǎn)盤軸承滾道接觸壓力分布

針對雙排四點(diǎn)接觸球轉(zhuǎn)盤軸承的結(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)。

首先對四點(diǎn)接觸轉(zhuǎn)盤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)。介紹了程序求解過程。最后進(jìn)行實(shí)例分析計(jì)算。

游隙對轉(zhuǎn)盤軸承的承載能力、回轉(zhuǎn)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(shí)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(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(xué)關(guān)系推導(dǎo)出一定游隙下滾珠直徑的預(yù)測公式。該方法特別對于游隙控制精度要求較高的風(fēng)電轉(zhuǎn)盤軸承的裝配具有重要意義。

通過轉(zhuǎn)盤軸承用42crmo鍛鋼中頻淬火平板與滾子的壓縮試驗(yàn),用回歸直線分析法建立了永久變形量(qδ/dw)與接觸應(yīng)力(σ)的關(guān)系方程,求出了轉(zhuǎn)盤軸承的許用接觸應(yīng)力。

滾動軸承轉(zhuǎn)盤軸承

提出了一種三排圓柱滾子轉(zhuǎn)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(jì)算方法。通過軸承的徑向和軸向靜力平衡分析計(jì)算得到各排滾子的載荷,進(jìn)而計(jì)算出各個(gè)套圈的當(dāng)量滾動體載荷,由套圈的額定滾動體載荷和當(dāng)量滾動體載荷計(jì)算出各個(gè)滾道的額定壽命,最終求出整個(gè)軸承的疲勞壽命。

根據(jù)滾動體的受力和變形關(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、各排滾動體的最大接觸載荷及軸承中滾動體的最大接觸應(yīng)力,對軸承的靜強(qiáng)度進(jìn)行了校核。通過實(shí)例計(jì)算結(jié)果表明,利用這種方法更有利于轉(zhuǎn)盤軸承的選型及軸承參數(shù)的優(yōu)化。

以hertz彈性接觸理論和lundberg-palmgren的疲勞壽命理論為基礎(chǔ),結(jié)合球-圓柱滾子組合轉(zhuǎn)盤軸承特殊的結(jié)構(gòu)形式和受載條件,導(dǎo)出了接觸強(qiáng)度校核及壽命估算的理論公式以及動、靜承載能力曲線的繪制方法,為此類轉(zhuǎn)盤軸承的設(shè)計(jì)和選型提供了可靠的理論依據(jù)。

以hertz彈性接觸理論和lundberg-palmgren的疲勞壽命理論為基礎(chǔ),結(jié)合多排滾子轉(zhuǎn)盤軸承特殊的結(jié)構(gòu)形式和受載條件,導(dǎo)出了接觸強(qiáng)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。

根據(jù)石油鉆機(jī)的特殊工況,開發(fā)了相應(yīng)的石油鉆機(jī)用三排滾子轉(zhuǎn)盤軸承組件,介紹了該軸承組件的結(jié)構(gòu)和密封設(shè)計(jì)以及各組件材料的選擇,并計(jì)算了軸承的承載能力和壽命,校核了軸承組件中螺栓和齒輪的強(qiáng)度。

根據(jù)滾子的受力和變形關(guān)系,建立了軸向力及傾覆力矩作用下多排圓柱滾子組合轉(zhuǎn)盤軸承的力及力矩平衡方程,用newton迭代法對軸承的變形量進(jìn)行了求解,進(jìn)而計(jì)算了各排滾子的最大接觸載荷及軸承中滾子的最大接觸應(yīng)力,對軸承的靜強(qiáng)度進(jìn)行了校核。

為了讓化學(xué)機(jī)械拋光中晶片接觸表面受力更均勻,基于winkler地基理論及葉序理論設(shè)計(jì)了一種錫仿生結(jié)構(gòu)拋光墊,并且建立了拋光的接觸力學(xué)模型和有限元分析模型。通過對拋光晶片表面接觸壓力的計(jì)算,獲得了晶片表面接觸壓力分布,以及各物理參數(shù)對壓力分布的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明,使用錫仿生結(jié)構(gòu)拋光墊能減小材料橫向牽連效應(yīng),改善接觸壓力分布,而且存在使壓力分布更為均勻的葉序參數(shù)。

角接觸球軸承,其允許工作轉(zhuǎn)速與深溝球軸承相近,但是支承剛性比深溝球軸承更強(qiáng),主要是因?yàn)樵撦S承可裝入較多的鋼球,其徑向承載能力比普通球軸承大,而且還能同時(shí)承受很大的軸向負(fù)荷或承受純軸向負(fù)荷。這種軸承一般都是成對使用,用

以o形圈為研究對象,利用有限元模擬軟件ansys對o形圈的材料特性以及預(yù)緊時(shí)的壓縮率進(jìn)行了模擬研究,得出了不同材質(zhì)o形圈在不同壓縮率下的最大初始接觸壓力和其分布規(guī)律。并且通過對數(shù)據(jù)的處理得到了一般情況下求解初始最大接觸壓力的數(shù)學(xué)表達(dá)式。

通過采用非線性彈簧模擬鋼球-溝道接觸,在螺栓與構(gòu)件接觸區(qū)域施加等效均勻壓力模擬螺栓預(yù)緊力,對轉(zhuǎn)盤軸承的有限元模型進(jìn)行了簡化,通過理論和經(jīng)驗(yàn)公式驗(yàn)證了該簡化模型的正確性,并利用此模型分析了螺栓預(yù)緊力對軸承載荷分布的影響,結(jié)果表明:鋼球-溝道最大接觸載荷與螺栓預(yù)緊力成反比;內(nèi)、外圈螺栓預(yù)緊力差異引起上、下排鋼球-溝道接觸載荷差異增大;非均布螺栓預(yù)緊力使鋼球-溝道接觸載荷波動加劇,使最大接觸載荷及其出現(xiàn)的位置發(fā)生變化。

針對工業(yè)機(jī)器人用薄壁四點(diǎn)接觸球軸承特殊的結(jié)構(gòu)和性能要求,從主參數(shù)的確定,結(jié)構(gòu)參數(shù)的選取以及有限元分析等方面,對該軸承設(shè)計(jì)上需特殊考慮的問題進(jìn)行了分析。

提出了一種轉(zhuǎn)盤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)盤軸承為例,通過建立軸承的靜力學(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)受載最大的滾動體載荷等于滾動體許用載荷時(shí),利用所對應(yīng)的外部載荷作為承載曲線上點(diǎn)來繪制承載曲線。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)。

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)盤載荷分布的數(shù)值計(jì)算和分析,初步說明該模型的合理性,為風(fēng)電機(jī)組轉(zhuǎn)盤軸承設(shè)計(jì)和選型提供了可靠地理論依據(jù)。

四點(diǎn)接觸球轉(zhuǎn)盤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(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。

介紹某型號四點(diǎn)接觸球轉(zhuǎn)盤軸承外圈的結(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)過實(shí)際生產(chǎn)檢驗(yàn),產(chǎn)品滿足了客戶需求。

剛度是滾動軸承的一項(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)盤軸承的靜力學(xué)模型,然后導(dǎo)出了轉(zhuǎn)盤軸承的剛度計(jì)算公式,開發(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)盤軸承在不同載荷下的剛度,并分析了轉(zhuǎn)盤軸承結(jié)構(gòu)參數(shù)對剛度的影響。

42crmo鋼具有良好的淬硬性,被廣泛用做轉(zhuǎn)盤軸承套圈材料。首先對42crmo鋼采取不同熱處理工藝進(jìn)行表面感應(yīng)淬火,以獲得不同的淬硬層深度;然后通過電子萬能試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行壓痕試驗(yàn);最后對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析研究。研究發(fā)現(xiàn):決定轉(zhuǎn)盤軸承許用接觸應(yīng)力的因素除了材料的機(jī)械性能外,還包括材料熱處理后的表面硬度、淬硬層深度以及軸承的結(jié)構(gòu)參數(shù)等因素。