42CrMo钢制转盘轴承许用接触应力的试验研究

双排四点接触转盘轴承通常用于可靠性要求较高的大型机械中,其主要功能是连接2个需要相对回转的大型零部件。静/动承载能力是选择或者设计转盘轴承的基础,滚道接触压力分布规律则是研究转盘轴承静/动承载能力的前提。讨论了一种求解双排四点接触球转盘轴承在任意方向和大小外载条件下滚道载荷分布情况的方法,这种方法综合考虑了转盘轴承的截面间隙、滚珠直径、初始接触角、滚道/滚珠曲率半径比等各种几何参数,适用于优化设计双排四点接触球转盘轴承,以某型号风电变桨转盘轴承为例,运用该方法求解了转盘轴承滚道的接触压力分布。

首先对四点接触转盘轴承的受力变形的几何关系进行分析,从而可计算出较准确的受力与轴承变形、接触角变化的关系,为获得转盘轴承准确受力变形关系提供了依据。介绍了程序求解过程。最后进行实例分析计算。

在转盘轴承试验机中需模拟轴承的受力情况，倾覆力矩是大部分转盘轴承需承受的一种载荷，在施加倾覆力矩时需设计一加载力臂。由于该加载臂属悬臂梁结构，刚性较弱，但承载力较大，需对加载臂的弯曲变形进行计算与校核。

变桨轴承和偏航轴承是风力发电机组关键部件之一,通常采用单排或双排四点接触球转盘轴承,运用赫兹弹性接触理论,建立了双排四点接触球转盘轴承力学模型,推导了基于联合载荷(轴向载荷、径向载荷和倾覆力矩)作用下的轴承载荷分布计算公式,并运用数值迭代方法进行求解,最后以某兆瓦级风力发电机双排四点接触球变桨轴承为例,应用该模型进行了转盘载荷分布的数值计算和分析,初步说明该模型的合理性,为风电机组转盘轴承设计和选型提供了可靠地理论依据。

滚动轴承转盘轴承

介绍某型号四点接触球转盘轴承外圈的结构特点、材料特性和精度要求,分析并制订了外圈磨削加工工艺流程,经过实际生产检验,产品满足了客户需求。

刚度是滚动轴承的一项重要性能。以hertz弹性接触理论为基础,采用数值方法计算了转盘轴承在单一和复合载荷下的刚度,此法比传统的算法求解精度高。首先,建立了单排四点接触球转盘轴承的静力学模型,然后导出了转盘轴承的刚度计算公式,开发了计算程序并进行求解。最后用实例进行了计算分析,得出了转盘轴承在不同载荷下的刚度,并分析了转盘轴承结构参数对刚度的影响。

四点接触球转盘轴承的载荷分布是其性能分析的重要内容。基于abaqus软件,首先建立单个钢球—滚道接触模型,分析了初始接触角及沟曲率半径因数对轴承轴向承载能力的影响;然后建立联合载荷作用下轴承的整体模型,分析了套圈壁厚、游隙及钢球数量对轴承载荷分布的影响。研究结果表明:在保证套圈壁厚的情况下,适当的负游隙及增大钢球数量可使轴承的载荷分布合理,并提高其承载能力。

正确建立滚动体的载荷分布方程方可准确计算单排四点角接触球转盘轴承承载最大的滚动体所承受的载荷,准确绘制其承载曲线,为转盘轴承的设计与选型提供翔实的理论依据。建立了单排四点角接触球转盘轴承完整的载荷分布分析方程,并讨论了其求解方法。

针对某些转盘轴承受自身结构及尺寸限制,无法用常规测量方法检测壁厚差的问题,设计制作了一种壁厚测量表架,介绍了其结构与操作方法,实际应用表明,该测量表架可以准确测量转盘轴承套圈的壁厚差。

游隙对转盘轴承的承载能力、回转灵敏性、寿命、振动特性等具有重要的影响,目前通行控制游隙的方法是在装配时选配合适尺寸的滚珠,通过多次装拆、选配直至测量轴向游隙达到要求,工作量大、效率低、精度差。文章提出一种基于光栅的四点角接触转盘轴承径向游隙测量方法,并根据此径向游隙和滚珠与滚道接触的几何学关系推导出一定游隙下滚珠直径的预测公式。该方法特别对于游隙控制精度要求较高的风电转盘轴承的装配具有重要意义。

介绍一种四点接触球转盘轴承沟直径的检测方法。将卡尺加以改进,卡尺卡角上装上辅助卡角,利用辅助卡角检测桃形沟直径

根据船用吊车的特殊工况条件和使用要求,对船用吊车用转盘轴承的选型及其受力进行了详细地分析和计算,在此基础上对该轴承主要参数的选取,材料和密封的要求进行了分析,所设计和制造的轴承可满足主机的性能要求。

针对双排四点接触球转盘轴承的结构特点,设计了感应器和试验方案,进行了样圈双排球沟道的感应淬火试验,并由试验结果得出符合设计要求的工艺参数。

大吨位履带吊由于所起吊的吨位大，吊臂长，且工况复杂，其回转部位转盘轴承所承受的轴向力与倾覆力矩都特别大，工况恶劣。项目所研制的大吨位履带吊用转盘轴承，具有高的结构强度和高的承载能力，能够满足大吨位履带吊在大的轴向力及大的倾履力矩下安全可靠的工作，保证其使用寿命。

根据滚动体的受力和变形关系,建立了轴向力、径向力及倾覆力矩作用下球柱联合转盘轴承的力及力矩平衡方程。计算了在联合载荷作用下轴承的载荷分布、各排滚动体的最大接触载荷及轴承中滚动体的最大接触应力,对轴承的静强度进行了校核。通过实例计算结果表明,利用这种方法更有利于转盘轴承的选型及轴承参数的优化。

截至2010年12月．由洛阳lyc轴承有限公司为国内某重点工程机械制造厂商研制的37米及56米混凝土泵车用转盘轴承，已使用近两年，运转情况正常。经使用厂家认定，这两种型号的泵车轴承产品性能及各方面指标均达到了主机要求，成功替代了进口轴承产品。

针对变位机工作过程中的实际要求,计算得到变位机承受切削力的大小,对变位机用转盘轴承—4点接触球转盘轴承进行有限元模型的建立,并对其进行切削力作用下的谐响应分析,得到该轴承在极限工作位置时,轴承外圈的上表面在x、y、z三个方向的频率位移响应曲线,从而确定了危险点的频率,并得到了在此频率下转盘轴承的应力、变形云图,证明了选用轴承具有足够的静刚度和动刚度,计算结果对于变位机的设计开发以及转盘轴承的选用有指导作用。

针对变位机的实际要求,选择4点接触球转盘轴承作为其主要承力部件,简要介绍了转盘轴承的构造、特点及变位机的工作要求,采用载荷叠加法在matlab中编程计算,得到全载荷状态下当量负荷的分布情况,从而得出转盘轴承工作过程中当量负荷的最大值及其受力最差的位置,通过静力弹性接触理论公式得到此时受载最大的滚动体对滚道的接触应力。在ansys中对4点接触球转盘轴承进行有限元分析,得到静力下的应力和变形云图及受载最大的滚动体对外滚道的接触应力。与理论计算结果相比较,验证了有限元分析结果的正确性与可信性。

本文从风电机组转盘轴承实际疲劳载荷等效转化、试验载荷选取、试验时间三个方面描述了一种室内风电转盘轴承的加速疲劳寿命试验方法。该方法偏于保守,满足了风电机组转盘轴承高可靠性的要求,通过实际试验验证了本方法的可行性,并提出了风电转盘轴承优化安装方法。

提出了一种转盘轴承静载荷承载曲线的精确计算方法。以四点接触球转盘轴承为例,通过建立轴承的静力学模型,计算了不同外部载荷条件下轴承的载荷分布;当受载最大的滚动体载荷等于滚动体许用载荷时,利用所对应的外部载荷作为承载曲线上点来绘制承载曲线。计算结果表明:利用这种方法计算出的承载曲线更有利于轴承合理选型及轴承参数优化设计。

齿加工是转盘轴承生产过程中耗时最长的一道工序,也是一直以来制约转盘轴承生产效率的最主要因素之一。以实际加工数据为依据,从效率和成本两个方面对比研究了铣齿、滚齿两种工艺在转盘轴承齿加工方面的应用情况,为合理选择转盘轴承齿加工工艺和设备提供了依据。