ANALYSIS AND DESIGN OF LOAD-UNIFORMING MANGLE ROLLERS WITH AXIALLY-STAGGERED CONTACT

It is desirable to get a uniform load distribution for the pressure rollers of the mangle.In thispaper,the load uniforming principle of the axially-staggered pressure rollers and the rules for theroller design have been analysed by the theory of bending of beams.The ratio of maximum tominimum value of the distributed load in the nip being taken as a useful index to describe the uni-formity of the load distribution,the performance of the so-called load-uniforming pressure rollerswith rubber covering,under various operation conditions,has been evaluated.As a result,it isproved that the load-uniforming pressure rollers with axially-staggered contact is a pratically use-ful means of uniformizing the load distribution,which ensures that the mangle will squeeze the ma-terial to be processed uniformly over its whole width under any technological load,and needs onlysome simple regulations.The conclusions obtained in this paper can easily be extended to the pressure rollers with anysupport conditions.

基于变载工况的海上风电机组主轴轴承刚柔耦合动态响应分析

针对海上风电机组主轴用三排圆柱滚子轴承在恒载工况下的仿真结果存在局限性、片面性的问题,提出了一种变载工况下的仿真分析方法,建立了轴承接触力学模型和柔性体模型并对轴承内圈、外圈、保持架进行了刚柔耦合处理。基于变载工况,分析了刚性模型与刚柔耦合模型的理论速度、仿真速度以及加速度响应,并通过刚柔耦合模型研究了三排圆柱滚子轴承内部不同接触表面的接触力特性,结果表明:刚性模型的自转误差比刚柔耦合模型大3.67~22.6倍,刚柔耦合模型的加速度趋势更加平稳且速度波动更小;近风叶轮毂端的推力滚子受力约是远端推力滚子的1.85倍,保持架的平均受力是远端保持架的1.6倍。

基于非线性弹簧的圆锥滚子轴承建模与分析

为解决风机主轴承滚动体数目多、尺寸大,进行有限元分析计算量大、收敛困难的难题,提出一种基于非线性弹簧的圆锥滚子轴承有限元等效模型,滚动体沿轴线方向分片,各分片与滚道接触以及球基面与挡边接触的“载荷-变形”关系采用弹簧单元等效模拟,等效弹簧的刚度通过赫兹接触理论确定。以某兆瓦级风机主轴承为例分析了该模型滚动体载荷分布及套圈整体变形,并与实体滚动体接触分析计算结果进行了对比。结果表明:基于非线性弹簧的等效模型能准确反映轴承内部载荷分布及整体变形情况,大大缩减计算量,为风机圆锥滚子主轴承的设计与分析提供了理论依据和指导。

欧式围网起网理网机负载敏感液压系统设计及仿真

欧式围网是海洋捕捞中上层鱼类效率最高的围网渔法之一。研究了理网与起网传动控制协同性技术,以保障欧式围网高效连续起网作业。以某新型40 m欧式围网示范渔船上的起网与理网适配需求为基础,采用负载敏感控制技术设计起网理网机液压传动控制系统,构建“渔具负载-起网速度”阻力特性模型,基于液压负载敏感和电液恒功率控制的双闭环反馈控制系统,以协同控制围网起网理网机自适应工作负载,并通过AMESim软件对起网理网机负载敏感液压传动控制系统进行仿真。结果显示:起网理网机负载敏感液压传动控制系统可以自适应围网起网渔具负载变化,自动调节理网速度实现恒功率理网,实现连续起网作业。相比传统液压系统传动的起网理网机,在相同海况下,起网效率提高32.78%。本研究涉及的液压负载敏感传动控制技术为欧式围网渔业高效捕捞提供了解决方案。

行星滚柱丝杠螺纹副动载荷分布计算方法研究

为揭示行星滚柱丝杠在高速运转条件下的动载荷分布特性,基于螺旋曲面方程和变形协调关系,提出了滚柱-丝杠及滚柱-螺母螺纹在接触点处静态接触力计算方法,推导出承载后接触角计算公式。在此基础上,进一步考虑高速运转产生的惯性力作用,建立了行星滚柱丝杠螺纹牙动载荷分布模型。通过与行星滚柱丝杠有限元接触模型进行对比,两者误差在5%以内,验证了所建理论模型的正确性。分析了丝杠转速、轴向载荷、螺距及牙侧角等参数对动载荷分布的影响规律。结果表明:惯性力使滚柱产生靠近螺母远离丝杠的趋势,使得滚柱-丝杠侧动态接触力减小,滚柱-螺母侧动态接触力增大;动载荷分布不均程度与丝杠转速和螺距呈正相关,与牙侧角呈负相关,且轴向载荷大小对动载荷分布影响较大。

径向游隙对圆柱滚子轴承疲劳寿命的影响

应用经典的滚动轴承理论和“切片法”的基本思想,以某大兆瓦风电机组齿轮箱输出轴轴承为例,采用Romax Designer工程分析软件,计算了圆柱滚子轴承不同径向游隙时的轴承内部载荷分布、接触应力、套圈滚道当量动载荷和寿命,分析径向游隙对轴承ISO/TS 16281寿命的影响。研究结果表明:径向游隙不仅通过对轴承内部载荷分布、接触应力和套圈滚道当量动载荷的影响而对寿命产生影响,还通过对寿命修正系数等因素的影响而对寿命产生影响。研究结果可为滚子类轴承的优化设计提供参考。

Cr12Mo1V1钢滚丝轮断裂原因分析

某公司Cr12Mo1V1钢滚丝轮在使用中断裂.为弄清滚丝轮断裂的原因,采用直读光谱仪、洛氏硬度计、金相显微镜和扫描电子显微镜等对其进行了化学成分分析、硬度测定、断口分析和金相检验.结果表明:滚丝轮存在较多非金属夹杂物和带状及网状碳化物,增大了脆性,导致其使用中在交变载荷的作用下断裂.

考虑轨道不平顺激励的轴箱轴承振动特性分析

轴箱轴承在运行工况下的振动特性对于保障行车安全具有重要意义。首先,基于Ansys与Simpack联合仿真平台,分别建立了轨道-车辆系统动力学模型和考虑外圈局部故障的轴承座-轴承有限元模型;其次,对动力学模型施加轨道不平顺激励,输出轴箱径向载荷作为有限元模型的外载荷;然后,将仿真值与理论值进行对比,证明了所建立的轴箱轴承联合仿真模型的有效性;最后,基于此模型分析了轨道不平顺激励时不同宽度故障以及不同故障边缘对轴承振动特性的影响。结果表明:随着故障宽度的增加,轴箱轴承整体振动加速度RMS逐渐变大,故障冲击的幅值以及包络谱的特征能量值先增大后减小;随着故障边缘平缓程度的增加,轴箱轴承整体振动加速度RMS值、故障冲击的幅值以及包络谱的特征能量值逐渐降低;轨道不平顺激励增加了轴承的振动。

考虑风载特征的风电机组主轴承载荷谱编制方法

针对风电机组主轴承载荷波动大且随机性强,传统雨流外推法得到的载荷谱精度不能保证的问题,提出了一种考虑风载特征的风电机组主轴承载荷谱编制方法,采用小波包分解及长短期记忆网络进行考虑风载特征的载荷外推。与雨流外推法得到的载荷谱以及载荷趋势进行对比发现,在雨流外推法得到的幅值极大值范围内,2种方法结果基本一致,且该方法可以考虑风载特征,可更好地实现载荷外推,优化载荷谱的编制。

考虑磨损的全断面硬岩掘进机主轴承寿命计算

主轴承是全断面硬岩掘进机传动系统的重要部件,在恶劣的服役环境下会因磨损疲劳复合作用导致寿命计算困难,分散性大,因此提出一种考虑磨损的TBM主轴承寿命预测模型。首先,为确定主推滚子载荷,建立主轴承载荷分布计算模型并通过有限元模型进行验证;然后,为获得滚子接触特性,建立滚子与滚道接触的局部有限元模型,以最大接触载荷为输入进行求解;最后,基于Archard磨损理论与连续损伤力学理论对主轴承疲劳寿命进行预测。某4.8 m级TBM主驱动轴承的寿命预测结果表明:滚子中心处不发生磨损,磨损深度从滚子中心到两端先增大后减小,导致最大接触应力从最初边缘处的1253 MPa增大至中心处的1584 MPa,滚子有效接触长度从94 mm增大至96 mm,计算得到主轴承寿命为15778 h。

连铸机扇形段用调心滚子轴承失效分析

本文采用了光学显微镜、扫描电子显微镜及硬度仪等设备,对失效的连铸机扇形段调心滚子轴承进行了分析,以探求其失效的原因。结果表明:轴承安装时存在一定的偏载,随着轴承的不断运转,偏载会越来越严重地挤压轴承的滚子,加上在重载环境下会产生更剧烈的磨损,使轴承内圈升温,最终导致轴承滚子严重挤压变形和内圈硬度下降。调心滚子轴承的内圈硬度下降最严重,其中大量珠光体的存在是其硬度降低的关键原因。

反向式行星滚柱丝杠副的螺纹牙修形设计

基于反向式行星滚柱丝杠副(Inverted Planetary Roller Screw Mechanism,IPRSM)的螺纹牙载荷分布情况,分析了滚柱修形和丝杠修形对其载荷分布的影响。结果表明,丝杠-滚柱接触侧的载荷不均程度比长螺母-滚柱接触侧严重,对滚柱修形后,最大接触应力以及最大载荷得到了有效降低,螺纹牙上的载荷分布更加均匀;而长螺母-滚柱接触侧对修形量变化较丝杠-滚柱接触侧更加敏感。同样,丝杠修形可有效降低最大载荷。研究对优化IPRSM的载荷分布具有一定的参考意义。

圆柱滚子轴承摩擦力矩试验机

针对现阶段圆柱滚子轴承摩擦力矩试验机测量载荷较小以及大径向载荷条件下测量精度不高的问题,基于平衡法研制了圆柱滚子轴承摩擦力矩试验机,试验机主体为卧式结构,最大载荷可施加至10 k N,可以在不同转速和润滑条件下测量圆柱滚子轴承的摩擦力矩。基于试验分析了径向载荷对圆柱滚子轴承摩擦力矩的影响规律,结果表明圆柱滚子轴承摩擦力矩随径向载荷的增加逐渐增大,摩擦力矩测量值与理论计算值相差较小,验证了圆柱滚子轴承摩擦力矩试验机的实用性。

煤矿胶带输送机托辊不同载荷工况受力分析

以DTL120/120/2×200S胶带输送机为例,分析尼龙托辊和金属托辊在不同载荷工况下的受力情况。根据胶带输送机托辊结构构建托辊仿真模型,以此为基础实施托辊极限载荷下和不同载荷工况下的受力分析,根据分析结果确认最佳托辊材料。另外,采用工业性试验进一步验证尼龙托辊和金属通过的磨损性能,综合分析确认尼龙材料更适合作恶胶带输送机托辊材料。

二级齿轮减速器高速级轴承动态特性分析

为探究减速器轴承在动载荷作用下的动态特性变化规律,以高速级轴承为研究对象,采用广义有限元法建立了计入轴柔性、齿轮与轴承时变刚度的二级齿轮传动系统动力学模型,求解并获得轴承动载荷。基于显示动力学法建立了轴承有限元模型,计算在动载荷作用下轴承外圈的应变时域历程,并通过试验验证仿真结果的正确性。最后分析了轴承在动载荷和恒定载荷下接触特性以及打滑特性的变化规律,结果表明:在动载荷作用下,动应力波动幅值增加且内圈运动轨迹呈不稳定态势;外圈动态接触力呈余弦分布形式且波动周期与动载荷保持一致;保持架和滚子的打滑率增加,滚子运动轨迹椭圆率减小且出现“滞后承载,提前退出”的承载形式。

航发主轴高速轻载圆柱滚子轴承设计要点

针对传统基于疲劳寿命的轴承设计方法不适用于以滚道表面打滑或烧伤、保持架表面蹭伤或断裂等非接触疲劳失效为主的航发主轴高速轻载圆柱滚子轴承的问题,通过分析高速轻载圆柱滚子轴承的工况条件和失效形式,从轴承套圈、滚子、保持架以及润滑方式等方面阐述了高速轻载圆柱滚子轴承的设计要点及注意事项。

固液两相流体属性对滚针轴承润滑与承载特性的影响

目的探究线接触滚针轴承润滑剂中颗粒对润滑特性的影响,为提高滚针轴承的润滑性能提供数据参考。方法建立两相流润滑模型及两相流中含有的颗粒变形承载数学模型。其中,颗粒变形承载模型基于变形连续性假设,综合考虑在弹性变形、弹塑性变形和完全塑性变形3个阶段下颗粒的变形承载力,研究不同尺寸、质量分数和密度对颗粒承载量和两相流体润滑特性的影响。结果润滑油中含有颗粒时,颗粒会承担部分外载荷,但承载量相较于油膜承担的载荷量较少。在相同的变速条件下,颗粒尺寸越大,会因产生较大的尺寸变形而增大颗粒的承载量,进而降低油膜承载力,增大油膜厚度,0.5μm的颗粒承担的载荷相较于0.3μm的颗粒提高了119.2%;颗粒密度的减小和质量分数的增大均会增大两相流中颗粒的数量,进而提高两相流中颗粒的承载量,质量分数为10%颗粒的承载量相比于质量分数为2%颗粒增大了251.8%,密度为3×10^(3)kg/m^(3)的颗粒相较于密度为7×10^(3)kg/m^(3)的颗粒的承载量增大了86.9%。承载颗粒会因接触表面变形而产生接触摩擦力,且接触摩擦力远大于油润滑产生的摩擦力,该摩擦力对系统产生的负效应远大于颗粒承载产生的正效应。结论润滑油中颗粒的存在会改变其润滑性能,颗粒与轴承表面的接触摩擦会导致接触表面出现点蚀等现象,进而降低轴承的使用寿命,应尽量避免润滑油中含有尺寸较大、数量较多的杂质颗粒。

重载荷高精度对辊成型机架的工艺研究

氰化钠对辊成型机属于重载荷高精度设备,对辊成型机架是其关键部件,其直接关系到氰化钠成型机的运行安全。针对氰化钠成型特殊使用要求,给出机架制造工艺的实例,从材料选用、焊接工序设计、焊后热处理、精密机械加工等方面阐述对辊成型机架的工艺设计要点,通过无损检测检验和用户使用验证结果表明,该成型机架工艺设计合理、可靠。

基于MES系统的热轧加热炉上料辊道高效运送板坯的方法

针对某钢铁企业热轧厂提升板坯加热炉上料辊道高效运送能力的需求,提出一种基于MES系统的优化方法,解决了辊道与天车的配合衔接问题,实现以辊代库,提升了辊道运载能力,提高了热装效率。

基于刚柔混合多体力学模型的风电主轴承系统接触应力分析

双列圆锥滚子轴承对于半直驱式风力发电机组来说是其运转的主要轴承之一。其性能的优劣直接关系到其使用寿命。目前对双列圆锥滚子轴承的研究主要集中在单体轴承上,较少综合考虑多部件的轴承系统研究。对此提出了一种考虑多部件的刚柔混合多体力学分析模型,该模型可用于系统模型的分析研究。结果表明:接触载荷与理论计算接触载荷呈现相似的变化趋势,左列滚子沿素线方向上的接触应力分布更加均匀,滚子零度附近只有一列轴承承载;接触应力仿真结果与理论计算结果误差为4.56%,在误差允许的范围内,因此对提出的刚柔混合多体力学系统模型进行接触应力分析是可行的。