HX_D1机车牵引电机转轴组件断裂失效分析

HXD1型电力机车的牵引电机转轴和小齿轮轴采用圆锥过盈配合传动结构(下称转轴组件),使用中该组件出现了早期断裂失效.本文通过理化检测、断口和配合面宏/微观形貌观察等失效分析技术对失效组件进行了分析.结果表明,材料成分、组织和显微硬度正常,小齿轮轴和电机转轴的失效形式分别为高周疲劳断裂和微动疲劳断裂.造成组件失效的原因和过程是,小齿轮轴近齿端油槽-油孔交界线处有较大的结构应力集中,油槽底部周向加工刀痕造成附加应力集中,在应力集中和旋转弯曲疲劳载荷作用下油孔边两个应力集中点萌生了疲劳裂纹并扩展;随小齿轮轴裂纹的不断扩展转轴组件结构刚度减小,继而诱发了与小齿轮轴匹配的电机轴配合面的微动疲劳,电机轴疲劳裂纹萌生于微动区的边缘处;电机转轴先于小齿轮轴完全断裂.基于本文的分析结果提出了提高组件抗疲劳断裂的技术措施.

精密磨床轴承内圈圆锥过盈配合高精度仿真分析

文中利用三维软件Pro/E与其Pro/MECHANICA模块,对高精度磨床轴承内圈与圆锥轴的过盈配合连接进行了精确仿真分析,得出了应力分布、接触压力分布等非常有用的结果。由于网格划分采用了近似正六面体单元,位移函数采用了高达9次的多项式函数,通过自适应收敛的方法,得到了高精度的收敛结果。同时,通过与结合面压力近似公式的计算结果比较,证明了该方法不仅可以保证过盈配合仿真解析的高精度性,而且还可以探讨边缘部的应力集中效应问题,是一个仿真解析过盈配合的有效方法。

牙轮钻头镶齿结合面应力分析的边界元法

应用二维弹性问题边界元法的基本理论，对过盈配合结合面间的应力状态进行了分析，用分块子矩阵的形式推导出相应的系统方程。以牙轮钻头镶齿过盈配合结合面间的应力状态分析为实例，编制了相应的过盈配合通用计算程序。计算结果表明，应用边界元法得到的牙轮钻头镶齿和孔之间的应力和位移的数值解与弹性力学的解析解相当接近。

一种圆锥面过盈装配的工艺方法与工艺装备

本文的目的旨在提供一种适应范围广,圆锥面过盈装配的工艺方法与工艺装备。此工艺装备包括:轴向推力油缸、压架、百分表和径向油泵接头;为承受高压油,特别在锥轴的小端和锥套组件的大端设有特种密封圈。采用本文的工艺方法与工艺装备,在某发电机生产使用后,效果非常好,操作方便,省力,安全可靠。本文设计的工艺装备属于一种通用机械加工装备,尤其适应于圆锥面大过盈装配,具有非常广大的推广前景。

满足泰勒原则的锥孔理论压装曲线分析及压装合格判据的确定

过盈联接装配是广泛应用在生产中的一道装配工艺,智能判定过盈装配的质量好坏有着十分重要的意义。阐述了一种对过盈装配质量进行判断的判定法则。在采用压装力-位移曲线判断的基础上,对带有锥度的锥孔的压装合件的质量判定方法进行了改进。通过分析结果完善了各种工况下合格与不合格判据的制定,对压装机质量监控系统的完善有着明确的参考意义。

NCS38气密封钻杆接头应力分析与结构优化研究

为适应更高的钻井环境要求,在NC38钻杆接头的基础上,设计了一种新型气密封钻杆接头NCS38。该新型接头设置了专门的径向金属密封结构以及辅助扭矩台肩,圆锥形密封面通过过盈配合实现密封,辅助扭矩台肩则可保护密封面。为了确定合适的密封锥度和密封过盈量,建立了NCS38接头的有限元模型,运用有限元方法进行了模拟计算。计算结果表明:不同的密封锥度和过盈量对密封面的密封性能和应力分布有较大影响,合理的锥度及过盈量参数可提高接头的密封性能。研究结果对于气密封钻杆接头的现场应用具有一定的指导作用。

圆锥配合的非均匀预应力场分析

针对圆锥配合计算常用的拉美公式计算误差大的问题 ,采用有限元混合法进行了分析计算 。

船用柴油机曲轴减震器过盈配合应力分析

以某柴油机曲轴减振器圆锥过盈配合连接为对象,基于弹性力学理论推导均布载荷作用下曲轴和主轮毂的应力计算公式。在建立曲轴和主轮毂圆锥过盈配合有限元模型基础上,利用ANSYS分析不同过盈量和转速载荷作用下曲轴和主轮毂接触表面应力分布规律。结果表明:理论计算和数值分析结果吻合较好,过盈量和转速载荷对主轮毂内孔表面等效应力和径向应力分布影响较大,在曲轴减振器圆锥过盈配合结构和装拆工艺设计中需综合考虑。

基于ABAQUS的牙轮钻头镶装工艺

基于热-弹塑性理论和弹性力学,以ABAQUS软件为平台,通过理论分析与仿真结果对比,验证镶齿有限元计算方法的准确性与可靠性,研究分析了相同过盈量下不同镶装工艺对牙齿、齿孔受力、变形的影响规律。结果表明:压齿力随着镶齿温度的升高而减小且齿孔应力波动减少,在高温下镶装可以减少牙齿对齿孔的冲击破坏,降低了对压齿设备的要求;镶装温度越高,齿孔冷却后径向变形越大;固齿力、Mises应力随着镶齿温度的升高而增大,保证牙轮材料不被破坏、避免大变形的前提下可以选择200℃镶装。

齿轮箱圆锥过盈连接计算及拆装方法

基于机车产品的特殊性,在齿轮箱设计过程中,大量选用圆锥过盈配合。详细阐述了如何计算选择圆锥过盈配合,并介绍了油压法的相关参数计算方法,及拆装圆锥过盈配合的典型结构和原理。

牙轮钻头牙齿镶装工艺有限元研究

牙轮钻头在破岩过程中容易因掉齿而导致钻头失效。为了减少钻头失效行为的发生,延长钻头的使用寿命,基于弹性力学理论及有限元仿真软件ABAQUS,对牙齿与齿孔过盈配合过程进行了理论分析与仿真结果对比,验证了镶齿有限元计算方法的准确性与可靠性;考虑不同齿圈牙齿镶装顺序对牙轮壳体强度和变形的影响,设计了多组试验方案进行仿真模拟,分析了相同过盈量下不同镶装顺序对牙齿、齿孔受力和变形的影响,进而确定了最佳的镶装工艺。研究结果表明:随着镶齿的进行,镶装时压齿力、固齿力和Mises应力均有增大的趋势;不同镶装工艺下,保径齿齿圈固齿力最大,Mises应力和所需压齿力最小;通过对比24组镶装试验,以壳体变形为评价准则,优选9-3241和10-3214为最佳镶装方案。所得结论可为牙轮钻头镶装工艺的制定提供指导。

大功率柴油机曲轴飞轮圆锥过盈联结设计方法

针对某型柴油机螺栓端面压紧联结方式在发动机功率进一步强化时发生了部分螺栓松脱、甚至螺栓和定位销被剪断的情况,对该联结方式做了改进,将原先的端面压紧联结改为圆锥过盈联结。通过经典弹性力学方法计算出合理的过盈量以保证联结的可靠性;同时采用有限元仿真软件ABAQUS得到了连接面接触应力的分布情况,验证了过盈量的合理性;分析了危险区域的应力集中现象,提出了降低应力集中的优化方案。

圆锥过盈联结在机床进给传动中的应用

介绍圆锥过盈联结在机床进给传动中的应用情形,校核过盈联接所需要的过盈量,最后对圆锥过盈联接的锥度、联接表面质量、装配和拆卸等进行说明,为圆锥过盈联接工程应用提供参考。

大型轮毂圆锥过盈联接结构及装拆方法

针对现有圆锥过盈联接结构存在装拆困难的问题,通过对大型离心风机皮带轮圆锥过盈联接实例的研究,采用螺钉压紧和顶出的方法,达到快速装拆的目的。该项联接技术已成功地应用在核电站大型离心风机从动皮带轮与主轴的联接。

锥面量规的设计及应用

在齿轮内孔磨削用的锥度塞规基础上,通过计算伸长量的办法,实现了齿轮车削加工、轴车削和磨削加工尺寸的测量。