单排四点接触球转盘轴承载荷分布分析

通过采用非线性弹簧模拟钢球-沟道接触,在螺栓与构件接触区域施加等效均匀压力模拟螺栓预紧力,对转盘轴承的有限元模型进行了简化,通过理论和经验公式验证了该简化模型的正确性,并利用此模型分析了螺栓预紧力对轴承载荷分布的影响,结果表明:钢球-沟道最大接触载荷与螺栓预紧力成反比;内、外圈螺栓预紧力差异引起上、下排钢球-沟道接触载荷差异增大;非均布螺栓预紧力使钢球-沟道接触载荷波动加剧,使最大接触载荷及其出现的位置发生变化。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

滚动轴承转盘轴承

通过转盘轴承用42crmo锻钢中频淬火平板与滚子的压缩试验,用回归直线分析法建立了永久变形量(qδ/dw)与接触应力(σ)的关系方程,求出了转盘轴承的许用接触应力。

根据滚子接触受力和变形的关系,推出交叉滚子转盘轴承承受力矩的计算表达式。在误差允许范围内,通过积分简化解出力矩计算的解析解。在轴承承受力矩和轴向力联合载荷的情况下,给出静轴向载荷—力矩图。整个过程简化了原交叉滚子转盘轴承的静载荷受力分析。

以hertz弹性接触理论和lundberg-palmgren的疲劳寿命理论为基础,结合球-圆柱滚子组合转盘轴承特殊的结构形式和受载条件,导出了接触强度校核及寿命估算的理论公式以及动、静承载能力曲线的绘制方法,为此类转盘轴承的设计和选型提供了可靠的理论依据。

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

以hertz弹性接触理论和lundberg-palmgren的疲劳寿命理论为基础,结合多排滚子转盘轴承特殊的结构形式和受载条件,导出了接触强度校核及寿命估算的理论公式,并介绍了动、静承载能力曲线的绘制方法。

提出了一种三排圆柱滚子转盘轴承在径向、轴向载荷和倾覆力矩联合作用下疲劳寿命的计算方法。通过轴承的径向和轴向静力平衡分析计算得到各排滚子的载荷,进而计算出各个套圈的当量滚动体载荷,由套圈的额定滚动体载荷和当量滚动体载荷计算出各个滚道的额定寿命,最终求出整个轴承的疲劳寿命。

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。

针对风电转盘轴承的结构特点,根据轴承受载产生内、外圈相对位移后的几何关系,得出钢球-沟道之间的弹性趋近量表达式,以套圈相对位移为未知变量建立了轴承的平衡方程组,并结合某具体型号的轴承,研究了轴承的游隙、沟曲率半径系数、接触角等参数的改变对轴承承载能力的影响,结果表明:适量小的负游隙可使轴承具有极佳的承载性能;减小沟曲率半径系数可提高其承载能力;轴承的轴向载荷相对数值较大时,增大接触角可以提高其承载能力。

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。

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。

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。

42crmo钢具有良好的淬硬性,被广泛用做转盘轴承套圈材料。首先对42crmo钢采取不同热处理工艺进行表面感应淬火,以获得不同的淬硬层深度;然后通过电子万能试验机进行压痕试验;最后对试验数据进行分析研究。研究发现:决定转盘轴承许用接触应力的因素除了材料的机械性能外,还包括材料热处理后的表面硬度、淬硬层深度以及轴承的结构参数等因素。

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。