计入套圈柔性下圆柱滚子轴承载荷分布研究

为探究圆柱滚子轴承在计入套圈柔性条件下外圈载荷的分布规律,建立了基于刚体套圈理论的力学模型和计入套圈柔性的有限元模型,求解并分析了套圈为柔性和刚性时不同载荷及转速下外圈载荷分布、应力应变及振动的变化规律.结果表明:在计入套圈柔性下,随着载荷的增加,轴承的承载数目由理论的四滚子承载变为六滚子承载,外圈的接触应力值小于相同时刻只计入四滚子承载时的接触应力值,外圈承载区域的增加趋势与接触刚度一致且趋向于对称分布.随着转速的增加,外圈的承载区域呈线性增加且向左偏移.载荷是影响轴承振动的主要因素,柔性套圈下的轴承振动值大于刚性套圈下的振动值.

基于柔性套圈风电变桨轴承滚道力学特性分析

为真实反映风电机组变桨轴承的运转情况,基于柔性套圈理论建立联合载荷作用下的变桨轴承分析模型,并采用Newton-Raphson优化迭代方法对柔性套圈模型进行求解,可得到初始接触角、沟曲率半径系数和游隙变化下的接触力及接触应力的分布规律,并在此基础上进一步求解及分析滚道硬化层深度及分布规律。

柔性套圈对轴承接触特性的影响研究

以RV减速器用薄壁角接触球轴承和风电主轴用圆锥滚子轴承为例,分析刚性套圈模型和柔性套圈模型对轴承接触特性的影响。结果表明:采用柔性套圈模型,RV减速器用薄壁角接触球轴承中载荷分布更加均匀,接触应力变小,轴承承载能力增强。对于风电主轴圆锥滚子轴承,采用刚性套圈模型设计轴承将会导致最大接触应力被低估,造成轴承承载能力不足。

谐波减速器中薄壁轴承接触载荷-应力计算仿真研究

针对经典滚动轴承力学特性的研究大多基于刚性套圈的假设,但无法应用于谐波减速器中发生套圈变形的薄壁轴承问题,基于柔性套圈变形假设得到薄壁轴承接触载荷-应力计算模型,并通过ANSYS建立薄壁轴承柔-柔接触三维有限元仿真模型。分析薄壁轴承装配受载引起套圈变形后滚动体接触载荷分布规律,研究薄壁轴承滚动体-滚道非理想接触下滚动体接触载荷-应力计算模型,指出传统刚性套圈假设、切片法分析薄壁轴承载荷分布以及估算薄壁轴承接触应力的局限性。通过理论数值计算和仿真结果对比,验证了基于柔性套圈假设分析薄壁轴承接触载荷-应力计算及仿真结果的合理性、准确性。

高速薄壁圆柱滚子轴承拟静力学分析

考虑了薄壁套圈的结构变形,建立了高速薄壁圆柱滚子轴承拟静力学分析数学模型,采用BFGS数值计算方法,给出了其在不同工况下的滚子载荷分布情况和轴承疲劳寿命,并对套圈壁厚与轴承性能的关系进行了分析。结果表明:套圈柔性特性影响滚子的载荷分布,柔性套圈滚子受载区域比刚性套圈滚子受载区域要大,且柔性套圈的滚子最大接触载荷比刚性套圈的小,在一定工况下,柔性套圈有利于轴承疲劳寿命的提高。

弹性支承下圆柱滚子轴承保持架稳定性分析

基于滚动轴承动力学及结构力学理论,考虑轴承柔性套圈的弹性变形,建立了弹性支承下高速圆柱滚子轴承动力学分析模型,研究了弹性支承的结构参数与轴承工况参数对圆柱滚子轴承保持架稳定性的影响。研究结果表明:(1)与刚性支承相比,弹性支承可明显提高圆柱滚子轴承保持架运动稳定性。当弹性支承具有较少的沟槽数和较薄的圆弧梁时,圆柱滚子轴承保持架稳定性更高。具体表现为保持架相图轨迹更加规则,保持架振动更低,保持架打滑率更小。(2)载荷和转速对弹性支承下圆柱滚子轴承保持架稳定性影响显著。径向载荷较大、转速较低时,弹性支承下圆柱滚子轴承保持架稳定性较高。相反,径向载荷较小、转速较高时,弹性支承下圆柱滚子轴承保持架稳定性变差。