轉(zhuǎn)盤(pán)軸承是旋轉(zhuǎn)類(lèi)大型機(jī)器不可缺少的組成部分,主要的作用是聯(lián)接兩個(gè)相對(duì)旋轉(zhuǎn)的構(gòu)件,應(yīng)用十分廣泛。轉(zhuǎn)盤(pán)軸承通過(guò)高強(qiáng)度螺栓聯(lián)接上下支撐結(jié)構(gòu),因此螺栓的聯(lián)接作用非常重要;針對(duì)不同的機(jī)器及使用場(chǎng)所,轉(zhuǎn)盤(pán)軸承的支撐結(jié)構(gòu)也不盡相同,所以螺栓聯(lián)接和支撐結(jié)構(gòu)是轉(zhuǎn)盤(pán)軸承主要的兩大外部因素。本文來(lái)源于國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目“螺栓聯(lián)接和支撐結(jié)構(gòu)對(duì)大型轉(zhuǎn)盤(pán)軸承壽命影響的基礎(chǔ)研究（批準(zhǔn)號(hào):51465025）”。本文采用有限元方法研究螺栓非均勻預(yù)緊和支撐結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化對(duì)轉(zhuǎn)盤(pán)軸承壽命影響。首先,本文對(duì)轉(zhuǎn)盤(pán)軸承滾動(dòng)體和螺栓聯(lián)接進(jìn)行了簡(jiǎn)化,建立了有螺栓聯(lián)接的轉(zhuǎn)盤(pán)軸承實(shí)驗(yàn)臺(tái)有限元模型,研究了轉(zhuǎn)盤(pán)軸承實(shí)驗(yàn)臺(tái)螺栓聯(lián)接對(duì)轉(zhuǎn)盤(pán)軸承滾動(dòng)體接觸載荷、接觸角分布的影響,還分析了均布螺栓預(yù)緊力和五種非均布螺栓預(yù)緊力對(duì)轉(zhuǎn)盤(pán)軸承滾動(dòng)體接觸載荷、接觸角分布的影響和預(yù)緊力與最大接觸載荷的關(guān)系。其次,本文使用SolidWorks建立模型,使用變密度法,以下支撐座的質(zhì)量最小為目標(biāo)函數(shù),并設(shè)置優(yōu)化網(wǎng)格大小和應(yīng)力約束,在Optistruct中進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化,然后根據(jù)拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果對(duì)下支撐座重新設(shè)計(jì),并在ANSYS中重新建立轉(zhuǎn)盤(pán)軸承實(shí)驗(yàn)臺(tái)的模型進(jìn)行有限元分析,... 

【文章來(lái)源】：昆明理工大學(xué)云南省

【文章頁(yè)數(shù)】：93 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

轉(zhuǎn)盤(pán)軸承的結(jié)構(gòu)形式

起轉(zhuǎn)盤(pán)軸承的材料強(qiáng)度超過(guò)極限使套圈發(fā)生斷裂，過(guò)載斷裂原因主要是主機(jī)突發(fā)故障或安裝不當(dāng)。轉(zhuǎn)盤(pán)軸承內(nèi)外圈的微裂紋、縮孔、氣泡、大塊外來(lái)雜物、過(guò)熱組織及局部燒傷等缺陷在沖擊或劇烈振動(dòng)時(shí)在缺陷處引起斷裂，稱(chēng)為缺陷斷裂[7]。通常情況下，轉(zhuǎn)盤(pán)軸承斷裂失效是由于受到過(guò)大的外載荷引起的。圖 1.2(d)是指轉(zhuǎn)盤(pán)軸承的過(guò)量塑性變形失效，其原因是軸承受到過(guò)重的負(fù)載和過(guò)大的沖擊負(fù)載時(shí)，在內(nèi)外圈溝道表面與滾動(dòng)體接觸的位置產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的塑性變形，會(huì)使轉(zhuǎn)盤(pán)軸承工作時(shí)發(fā)生噪聲和振動(dòng)。(a) 接觸疲勞失效 (b) 接觸摩擦磨損失效

本文使用 ANSYS 有限元分析軟件，滾動(dòng)體與溝道間的接觸用剛性桿單元（MPC184 單元）和彈簧單元（COMBIN39 單元）模擬，每個(gè)滾動(dòng)體都由 8 根桿單元和 2 根非線(xiàn)性彈簧單元代替。圖 2.1 中 Ci1、Ci2、Ce1和 Ce2為軸承的溝道曲率中心：Ci1表示內(nèi)圈上溝道的曲率中心，Ci2表示內(nèi)圈下溝道的曲率中心，Ce1表示外圈上溝道的曲率中心，Ce2表示與外圈下溝道的曲率中心[18]。Ci1與 Ce2、Ce1與Ci2之間用彈簧單元聯(lián)接，曲率中心與其對(duì)應(yīng)的溝道是通過(guò)兩根剛性桿聯(lián)接。根據(jù)赫茲接觸理論計(jì)算滾動(dòng)體與溝道的位移—載荷關(guān)系，確定彈簧單元的位移—載荷關(guān)系，并設(shè)置非線(xiàn)性彈簧單元的實(shí)常數(shù)。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]安裝螺栓對(duì)風(fēng)電變槳軸承套圈結(jié)構(gòu)變形的影響[J]. 姜迪,李云峰.  軸承. 2017(03)
[2]轉(zhuǎn)盤(pán)軸承的相似性壽命預(yù)測(cè)方法研究[J]. 湯燕,王華,龐碧濤,高學(xué)海.  軸承. 2017(02)
[3]基于ABAQUS和FATIGUE的風(fēng)電轉(zhuǎn)盤(pán)軸承疲勞壽命計(jì)算[J]. 馬振革,陸超,洪榮晶,陳捷.  軸承. 2016(01)
[4]螺栓及其預(yù)緊力對(duì)大型轉(zhuǎn)盤(pán)軸承接觸載荷分布的影響[J]. 王存珠,陳觀慈,李肖杰,溫戈.  軸承. 2016(01)
[5]風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳軸承的力學(xué)性能分析[J]. 朱琳,張鋼,倪曉艇,劉飛,裴曠怡,支漢立.  工業(yè)控制計(jì)算機(jī). 2015(08)
[6]大型變槳軸承載荷分布的有限元分析[J]. 武家欣,馬偉,劉義,李濟(jì)順.  機(jī)械傳動(dòng). 2014(08)
[7]轉(zhuǎn)盤(pán)軸承實(shí)驗(yàn)臺(tái)模型的建立[J]. 許東海,方成剛,楊春.  機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2014(01)
[8]螺栓預(yù)緊力對(duì)轉(zhuǎn)盤(pán)軸承載荷分布的影響[J]. 王永全,王華,高學(xué)海,宗海勇.  軸承. 2013(12)
[9]復(fù)雜工況下滾子軸承壽命的修正計(jì)算方法[J]. 冷鋼,王黎欽,鄭德志,葉振環(huán).  軸承. 2012(12)
[10]變槳轉(zhuǎn)盤(pán)軸承額定疲勞壽命計(jì)算[J]. 袁倩倩,王燕霜.  軸承. 2012(12)

博士論文
[1]連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化理論及其在炮塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[D]. 杜春江.南京理工大學(xué) 2008

碩士論文
[1]轉(zhuǎn)盤(pán)軸承的實(shí)驗(yàn)臺(tái)研制及力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)研究[D]. 溫戈.昆明理工大學(xué) 2017
[2]變槳軸承及其螺栓聯(lián)接結(jié)構(gòu)強(qiáng)度性能分析[D]. 田志亮.大連理工大學(xué) 2016
[3]螺栓聯(lián)接對(duì)轉(zhuǎn)盤(pán)軸承承載及壽命的影響研究[D]. 王存珠.昆明理工大學(xué) 2016
[4]基于柔性支撐的轉(zhuǎn)盤(pán)軸承性能及結(jié)構(gòu)參數(shù)研究[D]. 張建.大連理工大學(xué) 2015
[5]圓柱形艙段支撐架及底座的設(shè)計(jì)與分析[D]. 李耕.西安電子科技大學(xué) 2014
[6]大型滾動(dòng)軸承力學(xué)性能及其疲勞壽命研究[D]. 溫建民.大連理工大學(xué) 2013
[7]偏航變槳軸承力學(xué)特性分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 賈平.大連理工大學(xué) 2012
[8]風(fēng)力發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)盤(pán)軸承疲勞壽命的研究[D]. 王揚(yáng).華北電力大學(xué) 2012
[9]航空滾動(dòng)軸承力學(xué)特性分析研究[D]. 汪智慧.南京航空航天大學(xué) 2010
[10]渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)主軸承環(huán)下供油方法分析研究[D]. 陳軍.西北工業(yè)大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3501735