千吨级起重机用多排滚子组合转盘轴承快拆装结构的承载能力分析

针对千吨级起重机所用快拆装多排圆柱滚子轴承的快拆装结构设计以及销轴选型,无法校核计算保证快拆装结构的安全使用,防止销轴损坏造成千吨级起重机在吊装作业时出现事故。本文主要介绍多排圆柱滚子轴承的快拆装结构的校核计算方法,利用所建立的校核方法计算得出了销轴、底座以及支撑圈的结构强度安全系数,为判定多排圆柱滚子轴承的快拆装结构满足给定应用工况要求的程度提供了依据,以供生产制造厂家参考。

组合赋权下的调心滚子轴承响应面MOGA优化模型

为了提升调心滚子轴承响应面应力分布均衡性,解决由调心滚子轴承响应面产生应力变化,导致调心滚子轴承失效问题,提出一种调心滚子轴承响应面优化方法。建立调心滚子轴承响应面客观赋权模型,通过Hertz接触理论分析响应面线性应力分布情况。采用多目标遗传算法(Multi Objective Genetic Algorithm,MOGA)对响应面有限元模型加以最优量优化,完成响应面优化模型构建。实验结果表明:响应面应力分布优化测试曲线整体平稳,起始值与终止值相差较小,并且整体值域有明显提升;目标模型对于连续性暴力压力受力较均匀。由此证明,目标模型在响应面应力分布优化方面效果明显,能够保证参量的统一,具有一定的稳定性、可靠性及有效性。

基于刚度等效与实体混合的三排圆柱滚子轴承力学模型与修形设计

三排圆柱滚子轴承具有尺寸大,套圈变形大,滚子多,转速低等特点,需要综合考虑套圈变形以及复杂接触进行轴承接触力学特性分析与修形设计来提高轴承疲劳寿命。针对三排圆柱滚子轴承接触对数量多,计算量大等问题,考虑大型套圈变形提出了基于刚度等效与实体混合的三排圆柱滚子轴承力学模型,其中内、外圈采用有限元,与滚子接触采用非线性弹簧模型与实体有限元模型混合方式,并通过实例将等效模型与整体有限元模型、接触有限元子模型进行对比分析,结果表明:等效模型与整体有限元模型滚子法向接触载荷计算误差在7%以内,且计算效率大幅提升。基于等效模型开展滚子修形设计研究,主推滚子的最优修形方式为对数修形,最优对数修形量范围为0.09~0.13 mm,并且第1列主推滚子的修形量应大于第2列主推滚子。

多排圆柱滚子组合转盘轴承静强度的计算

根据滚子的受力和变形关系,建立了轴向力及倾覆力矩作用下多排圆柱滚子组合转盘轴承的力及力矩平衡方程,用Newton迭代法对轴承的变形量进行了求解,进而计算了各排滚子的最大接触载荷及轴承中滚子的最大接触应力,对轴承的静强度进行了校核。

盾构机用三排圆柱滚子组合转盘轴承保持架设计

介绍了常规三排圆柱滚子组合转盘轴承保持架的选材及结构特点,在此基础上,提出盾构机用转盘轴承保持架采用整体式结构,主体材料采用合金钢锻件,保持架引导面及与滚道的接触部位采用铝青铜或铅黄铜作为减摩块的设计方案。

三排圆柱滚子转盘轴承寿命计算

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。

三排滚子转盘轴承的校核计算方法

针对现有转盘轴承在工程应用中所出现的滚道塑性变形、滚道疲劳剥落和套圈结构断裂这三种失效形式,利用转盘轴承的数值分析模型和有限元分析模型建立了联合载荷作用下三排滚子转盘轴承的校核计算方法。数值分析模型借助于变形协调条件和受力平衡条件解决了滚动体负荷分布的静不定求解问题;有限元分析模型将滚子简化为弹簧单元,而套圈仍然采用实体单元,避免了实体滚子与滚道接触的大量非线性数值求解计算。利用所建立的校核方法计算得出了滚道的抗塑性变形安全系数、滚道的疲劳寿命和套圈的结构强度安全系数,为判定该轴承满足给定应用工况要求的程度提供了依据。

三排滚柱式转盘轴承微动分析

三排滚柱式转盘轴承缓慢摆动时滚子和滚道之间会产生微动损伤,严重时会引发滚道裂纹的萌生、扩展,甚至滚道剥落,加速转盘轴承失效。这里利用非线性弹簧代替滚子的有限元简化方法,对比滚子压缩试验,获得滚子与滚道最大接触载荷,然后建立滚子与滚道接触的局部有限元模型,研究圆柱滚子在微动情况下纯滑动工况、纯滚动工况及滑动-滚动工况的损伤情况,分析摩擦系数和滑动位移对等效应力、交变应力和接触应力影响,为工程实际选型提供参考。

六排滚子转盘轴承的有限元分析

针对转盘轴承套圈断裂和滚道剥落2种失效形式,提出了一种通过有限元分析对六排滚子转盘轴承进行强度校核的方法。该方法在建立转盘轴承有限元模型时将滚子滚道的非线性接触等效为非线性弹簧单元,并计算轴承套圈的内部应力分布,根据最大内部结构应力校核轴承的结构强度;采用滚子与滚道之间的接触模型计算滚子与滚道之间的最大接触应力来校核轴承的接触强度。该模型考虑了轴承套圈的结构变形,比传统轴承理论刚性套圈假设的计算结果更能反映实际情况。有限元计算结果与工程实际中该类型转盘轴承的失效情况相符。

三排圆柱滚子组合转盘轴承载荷分布分析

正确建立滚动体的载荷分布方程可准确计算三排圆柱滚子组合转盘轴承承载最大的滚动体所承受的载荷，为转盘轴承的设计与选型提供可靠的理论依据。文内建立了三排圆柱滚子组合转盘轴承完整的载荷分布分析方程，并讨论了其求解方法。

三排圆柱滚子轴承接触特性分析

建立三排圆柱滚子轴承的接触力学模型,计算分析三排圆柱滚子轴承在复合载荷下的接触载荷、最大接触应力及次表面应力的分布,以便确定每列最大载荷滚子所在的位置角。研究结果表明:第一排与第二排滚子承载区域相差180°左右,且第一排滚子承载的数量多于第二排;第三排滚子承受所有径向力,其滚子的接触应力远大于第一排和第二排。因此,适当增大第三排滚子的直径,有利于延长轴承疲劳寿命。

一种竖直安装三排圆柱滚子组合转盘轴承保持架

背景技术 三排圆柱滚子组合转盘轴承的安装方式大部分是水平安装，主要承受较大的轴向载荷及倾覆力矩，承受的径向力则相对较小，所以在设计时轴向保持架时一般采用扇形分段保持架，采用异向兜孔进行轴向定位；径向保持架则采用铝制或尼龙隔离块。

特种推进器用三排圆柱滚子式转盘轴承的负荷分析

针对特种推进器用三排圆柱滚子组合式转盘轴承的特殊结构和受载情况,分别分析了三排圆柱滚子式转盘轴承在轴向载荷、径向载荷以及倾覆力矩作用下三排滚动体的受力状态,得出了每个受载滚子的载荷、最大接触应力及变形量的变化图,确定出每列滚子最大载荷所在的位置和数值,并通过简化力学模型进行了有限元分析。

多排滚子转盘轴承承载能力的计算

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。

大尺寸三排圆柱滚子转盘轴承滚道分面感应淬火工艺

分析大尺寸三排圆柱滚子转盘轴承的表面淬火要求、技术特点和目前使用感应器存在的问题,设计采用分面感应淬火方法,重新设计淬火感应器结构,优化淬火工艺参数。实际工艺试验结果表明:分面感应淬火不仅可以确保各工作面淬火硬度、硬化层深度满足设计要求,而且可以有效防止应力集中部位产生淬火裂纹。

超大型剖分三排圆柱滚子转盘轴承加工工艺

针对剖分三排圆柱滚子转盘轴承分段多,尺寸大,质量大,加工时装配精度低,整圈淬火变形大,接缝处应力大,径向及圆周方向间隙不易调整,配制游隙时修磨滚道次数多,传统高速钢材料刀刃易磨损的问题,提出改进措施:加工和拼接时增加专用胎具,采用分段、分面淬火,淬火后增加整形工序,设计径向定位夹具调整径向间隙,设计切向定位夹具调整圆周方向间隙,通过轴向游隙推算所需加工的内、外圈轴向滚道尺寸,软车采用带涂层的硬质合金刀具,硬车采用立方氮化硼(CBN)刀具完成以车代磨,并确定了工艺路线,加工后的轴承满足技术要求。

三排圆柱滚子转盘轴承径向游隙测量方法

介绍三排圆柱滚子转盘轴承径向游隙测量方法。通过采用撬杠窜动法、塞尺检测法和内径千分表检测法等优化后的测量方法,保证了轴承装配效率及安装精度。

交叉圆柱滚子转盘轴承的滚子偏载分析及修形

针对联合载荷作用下交叉圆柱滚子转盘轴承的滚子与滚道之间接触应力分布的'偏载效应'和'边缘效应'问题,提出在轴承游隙合理取值的前提下,通过对滚子的修形设计来改善滚子滚道接触状况的有效方法。对轴承的整体力学系统进行建模和求解计算,采用有限长线接触理论研究轴承游隙对滚子偏载的影响。在合理轴承游隙下,研究滚子在不同凸度量时滚子与滚道之间的接触应力分布情况。研究结果表明:滚子偏载后接触应力沿接触线呈现不对称分布,重载端压力增大而轻载端压力减小,并且这一趋势随着轴承游隙值的增大而趋于显著。通过对滚子的适当修形可以改善'偏载效应',并消除'边缘效应'。滚子的凸度量越大,效果越显著,但滚子载荷有向滚子中部集中的趋势。在综合考虑这些影响的基础上确定出联合载荷作用下的交叉圆柱滚子转盘轴承的滚子最佳修形参数。

交叉滚子转盘轴承的有限元分析

通过分析交叉滚子转盘轴承两组滚子的载荷分布情况,确定受载最大滚子,计算接触表面及次表面应力值,利用Pro/E和ANSYS Workbench之间的无缝连接,将在Pro/E中建立的三维几何模型导入ANSYS Work-bench中进行有限元分析,并与传统的理论分析计算结果进行比较,证明有限元分析的正确性,为转盘轴承的设计优化和疲劳寿命分析提供了科学依据。

联合载荷作用下交叉圆柱滚子转盘轴承的承载能力分析

建立了在径向、轴向和倾覆力矩联合载荷作用下交叉圆柱滚子转盘轴承的力学模型,该模型考虑了转盘轴承的游隙参数。采用Newton-Raphson法对力学模型进行了数值求解。计算了转盘轴承的安全系数和疲劳寿命两个承载能力指标,分析了转盘轴承游隙变化对转盘轴承内部载荷分布、安全系数和疲劳寿命的影响规律。结果表明:转盘轴承游隙的变化对转盘轴承内部的载荷分布和承载能力有着显著的影响。随着转盘轴承轴向游隙的增大,转盘轴承内部承担外部载荷的滚子数量逐渐减少,受载最大的滚子载荷也随之逐渐增大。在转盘轴承的轴向游隙从0 mm增大到0.24 mm的过程中,转盘轴承的承载能力安全系数下降了16%,疲劳寿命减小了26%。