單排四點接觸球轉盤軸承載荷分布分析

通過采用非線性彈簧模擬鋼球-溝道接觸,在螺栓與構件接觸區(qū)域施加等效均勻壓力模擬螺栓預緊力,對轉盤軸承的有限元模型進行了簡化,通過理論和經驗公式驗證了該簡化模型的正確性,并利用此模型分析了螺栓預緊力對軸承載荷分布的影響,結果表明:鋼球-溝道最大接觸載荷與螺栓預緊力成反比;內、外圈螺栓預緊力差異引起上、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的位置發(fā)生變化。

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。介紹了程序求解過程。最后進行實例分析計算。

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。

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優(yōu)化設計。

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。

針對變位機的實際要求,選擇4點接觸球轉盤軸承作為其主要承力部件,簡要介紹了轉盤軸承的構造、特點及變位機的工作要求,采用載荷疊加法在matlab中編程計算,得到全載荷狀態(tài)下當量負荷的分布情況,從而得出轉盤軸承工作過程中當量負荷的最大值及其受力最差的位置,通過靜力彈性接觸理論公式得到此時受載最大的滾動體對滾道的接觸應力。在ansys中對4點接觸球轉盤軸承進行有限元分析,得到靜力下的應力和變形云圖及受載最大的滾動體對外滾道的接觸應力。與理論計算結果相比較,驗證了有限元分析結果的正確性與可信性。

根據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合轉盤軸承的力及力矩平衡方程。計算了在聯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的優(yōu)化。

滾動軸承轉盤軸承

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

根據滾子接觸受力和變形的關系,推出交叉滾子轉盤軸承承受力矩的計算表達式。在誤差允許范圍內,通過積分簡化解出力矩計算的解析解。在軸承承受力矩和軸向力聯合載荷的情況下,給出靜軸向載荷—力矩圖。整個過程簡化了原交叉滾子轉盤軸承的靜載荷受力分析。

以hertz彈性接觸理論和lundberg-palmgren的疲勞壽命理論為基礎,結合球-圓柱滾子組合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以及動、靜承載能力曲線的繪制方法,為此類轉盤軸承的設計和選型提供了可靠的理論依據。

dwzidpwxsmallxbigfcsmallfcbig 12719115000.080.0952.854.3 αcr（未乘bm）cor（未乘bm）α角度x計算fosmallfobig 15.00.0011859074835494150.08178216.316.5 dwzidpwxsmallxbigfcsmallfcbig 12719115000.080.095051.4 αcr（未乘bm）cor（未乘bm）α角度x計算fosmallfobig 00.00.001159768.85023753.400.084666716.316.5 dwzidpwxsmallxbigfc

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。

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。

針對變位機工作過程中的實際要求,計算得到變位機承受切削力的大小,對變位機用轉盤軸承—4點接觸球轉盤軸承進行有限元模型的建立,并對其進行切削力作用下的諧響應分析,得到該軸承在極限工作位置時,軸承外圈的上表面在x、y、z三個方向的頻率位移響應曲線,從而確定了危險點的頻率,并得到了在此頻率下轉盤軸承的應力、變形云圖,證明了選用軸承具有足夠的靜剛度和動剛度,計算結果對于變位機的設計開發(fā)以及轉盤軸承的選用有指導作用。

針對風電轉盤軸承的結構特點,根據軸承受載產生內、外圈相對位移后的幾何關系,得出鋼球-溝道之間的彈性趨近量表達式,以套圈相對位移為未知變量建立了軸承的平衡方程組,并結合某具體型號的軸承,研究了軸承的游隙、溝曲率半徑系數、接觸角等參數的改變對軸承承載能力的影響,結果表明:適量小的負游隙可使軸承具有極佳的承載性能;減小溝曲率半徑系數可提高其承載能力;軸承的軸向載荷相對數值較大時,增大接觸角可以提高其承載能力。

根據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。

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。

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對軸承軸向承載能力的影響;然后建立聯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,適當的負游隙及增大鋼球數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,經過實際生產檢驗,產品滿足了客戶需求。

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對剛度的影響。

42crmo鋼具有良好的淬硬性,被廣泛用做轉盤軸承套圈材料。首先對42crmo鋼采取不同熱處理工藝進行表面感應淬火,以獲得不同的淬硬層深度;然后通過電子萬能試驗機進行壓痕試驗;最后對試驗數據進行分析研究。研究發(fā)現:決定轉盤軸承許用接觸應力的因素除了材料的機械性能外,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構參數等因素。