發(fā)布時間：2017-03-16 01:02

  本文關鍵詞：基于柔性支撐的轉盤軸承性能及結構參數(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：大型轉盤軸承與普通標準軸承相比,有兩個顯著特點——一是工作轉速較低,二是支撐剛度相對較低。轉盤軸承支撐結構的變形將影響到軸承的接觸載荷,進而影響其性能。為此,需要對其進行進一步分析與研究。結合“遼寧省科技創(chuàng)新重大專項(No.201303006)”項目,本文在考慮軸承柔性支撐的條件下,開展大型轉盤軸承的力學特性、靜態(tài)承載能力、軸承結構參數(shù)優(yōu)化、疲勞壽命以及軸承連接螺栓強度的研究。論文的主要研究內容如下：為更準確可靠的獲得軸承滾道的接觸載荷分布,本文提出了一種考慮軸承套圈及其支撐結構彈性變形的轉盤軸承接觸載荷分布的理論分析計算方法。將軸承套圈及其支撐結構剛度引入平衡方程,建立了軸承靜力學理論分析模型。建立了包含支撐結構的轉盤軸承有限元接觸分析模型。由于滾球-滾道接觸區(qū)域需要劃分很小的網格,本文采用刪除原單元重新劃分單元的方法,在保證一定精度的基礎上,大大減少了網格數(shù)量。基于該有限元模型及建立的理論分析模型,本文以某型號風電偏航軸承為例,分析其接觸載荷。經對比,兩種模型的接觸載荷計算結果基本吻合,初步驗證了本文所建理論分析模型的正確性,且理論分析模型的計算效率遠高于有限元接觸分析模型。簡要介紹了轉盤軸承的承載能力及其分析方法。基于本文建立的理論分析模型,分析了軸承結構參數(shù)對接觸載荷分布的影響規(guī)律,形成軸承結構參數(shù)的約束條件,以軸承靜態(tài)承載能力為目標函數(shù),建立了軸承參數(shù)優(yōu)化模型并使用遺傳算法求解。軸承的結構參數(shù)經優(yōu)化后,靜態(tài)承載能力優(yōu)于原結構參數(shù)軸承。依據(jù)轉盤軸承疲勞壽命計算的國際標準,基于剛性支撐理論分析模型及本文的柔性支撐理論分析模型,對軸承的多工況疲勞壽命進行了對比分析。基于本文的理論分析模型分析了軸承的幾個關鍵結構參數(shù)對疲勞壽命的影響規(guī)律,提出了提高轉盤軸承疲勞壽命的有效措施。建立了考慮支撐結構變形及套圈滾道接觸力影響的轉盤軸承螺栓連接分析的等效簡化有限元模型。模型中使用梁單元等效螺栓與被連接件的接觸,使用彈簧單元等效滾球與滾道的接觸,大大降低了計算成本。使用該有限元模型及傳統(tǒng)理論計算公式,分析了轉盤軸承螺栓組每個螺栓的總載荷,再對受載最嚴重的螺栓進行了強度分析。本文提出的分析方法及分析結果對大型轉盤軸承的設計具有指導意義。
【關鍵詞】：轉盤軸承 力學模型 載荷分布 優(yōu)化設計 疲勞壽命 螺栓連接
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH133.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-14
• 1.1 大型轉盤軸承簡介9-10
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 轉盤軸承靜力分析和疲勞壽命研究概況10-12
• 1.2.2 螺栓連接設計計算研究概況12-13
• 1.3 課題研究意義及內容13-14
• 2 轉盤軸承的特點及其分析的基本理論14-23
• 2.1 轉盤軸承的特點14-17
• 2.1.1 結構型式14-15
• 2.1.2 連接型式15-16
• 2.1.3 材質和制造16-17
• 2.2 軸承分析的基本理論17-22
• 2.2.1 赫茲接觸理論概述17-20
• 2.2.2 Lundberg-Palmgren理論概述20-22
• 2.3 本章小結22-23
• 3 柔性支撐球轉盤軸承靜力學建模23-42
• 3.1 理論分析模型23-29
• 3.1.1 模型假設23
• 3.1.2 接觸變形協(xié)調23-26
• 3.1.3 平衡方程26-28
• 3.1.4 模型數(shù)值求解28-29
• 3.2 有限元模型29-31
• 3.2.1 有限元幾何模型29
• 3.2.2 有限元網格劃分29-30
• 3.2.3 有限元邊界條件30-31
• 3.3 計算結果對比與分析31-41
• 3.3.1 結果對比31-34
• 3.3.2 軸承支撐結構變形分析34-36
• 3.3.3 不同載荷形式下軸承力學特性分析36-41
• 3.4 本章小結41-42
• 4 轉盤軸承結構參數(shù)設計42-49
• 4.1 轉盤軸承承載能力42-44
• 4.1.1 最大接觸載荷及最大接觸應力42-43
• 4.1.2 軸承的安全系數(shù)43-44
• 4.2 軸承設計參數(shù)分析44-46
• 4.2.1 初始接觸角及游隙對接觸載荷的影響44-45
• 4.2.2 滾球直徑及滾球個數(shù)對接觸載荷的影響45-46
• 4.3 軸承結構參數(shù)的優(yōu)化設計46-48
• 4.3.1 設計變量約束條件46-47
• 4.3.2 建立優(yōu)化模型并求解47-48
• 4.4 本章小結48-49
• 5 轉盤軸承疲勞壽命分析49-56
• 5.1 壽命計算49-52
• 5.2 結構參數(shù)對軸承疲勞壽命影響52-55
• 5.3 本章小結55-56
• 6 轉盤軸承螺栓連接分析計算56-67
• 6.1 螺栓載荷分析56-64
• 6.1.1 有限元模型56-59
• 6.1.2 傳統(tǒng)理論計算59-61
• 6.1.3 螺栓載荷計算結果61-64
• 6.2 螺栓強度理論計算64-66
• 6.3 本章小結66-67
• 結論67-68
• 參考文獻68-71
• 附錄A 各疲勞工況下軸承基本額定壽命L10k71-73
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況73-74
• 致謝74-75

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 方成剛;高學海;黃筱調;王華;朱飛;;風電轉盤軸承的設計與制造[J];軸承;2009年09期

2 王思明;許明恒;史小輝;;兩類轉盤軸承的力學性能對比分析[J];中國工程機械學報;2010年01期

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 周晴;風力發(fā)電機主軸軸承的優(yōu)化設計及可靠性研究[D];河南科技大學;2011年

2 黃浩然;風電變槳軸承柔性支承研究與設計參數(shù)分析[D];華北電力大學;2012年

3 溫建民;大型滾動軸承力學性能及其疲勞壽命研究[D];大連理工大學;2013年

  本文關鍵詞：基于柔性支撐的轉盤軸承性能及結構參數(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號：251171