本文關(guān)鍵詞：編織襯墊關(guān)節(jié)軸承熱分析與試驗(yàn)研究

  更多相關(guān)文章： 編織襯墊關(guān)節(jié)軸承 有限元 熱力耦合 摩擦溫度 熱流量

【摘要】：以型號(hào)為GE20ET-2RS編織襯墊關(guān)節(jié)軸承為研究對(duì)象,運(yùn)用ABAQUS仿真軟件,建立編織襯墊關(guān)節(jié)軸承靜熱彈性和熱力耦合模型。分析摩擦溫度在接觸表面的分布和傳導(dǎo)規(guī)律,進(jìn)而討論摩擦熱對(duì)關(guān)節(jié)軸承應(yīng)力變形的影響。在傳熱學(xué)模型中,接觸中心最大溫度為50℃的情況下,襯墊最大熱流量為50k W,內(nèi)圈最大熱流量為550k W,內(nèi)圈傳遞熱量占模型總傳遞熱量的90%。內(nèi)圈表面1mm內(nèi)與其他深度相比較熱量傳遞明顯。襯墊熱流量分布較為平滑,最大熱流量位置在接觸中心,襯墊和內(nèi)圈兩個(gè)摩擦副零件都是在(接觸面之間)上半圈有熱流量;在接觸中心最大溫度為50℃~90℃時(shí),由于熱應(yīng)力對(duì)關(guān)節(jié)軸承接觸面的影響,使得編織襯墊關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈應(yīng)力分布較常溫時(shí)均勻,最大接觸應(yīng)力在相同載荷下變小,具有較好的力學(xué)性能,在此溫度內(nèi)關(guān)節(jié)軸承的服役時(shí)間能更長(zhǎng)更平穩(wěn)。然而當(dāng)溫度高于100℃時(shí),由于溫度和受力引起的變形將導(dǎo)致內(nèi)圈表面畸形變化,使得表面不再平滑,在此狀態(tài)下工作將加速襯墊磨損,最終導(dǎo)致關(guān)節(jié)軸承失效。依次改變模型中內(nèi)圈球徑的尺寸,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)改變關(guān)節(jié)軸承裝配游隙的目的,仿真分析不同游隙下編織襯墊關(guān)節(jié)軸承接觸副之間的接觸應(yīng)力,得出編織襯墊關(guān)節(jié)軸承游隙值為100um時(shí),內(nèi)圈最大應(yīng)力較其他游隙的關(guān)節(jié)軸承小,并且最大應(yīng)力位置在內(nèi)圈內(nèi)部,此游隙下軸承承載力最強(qiáng)。在熱力耦合模型中,關(guān)節(jié)軸承在受35k N的徑向力并作旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)的過(guò)程中,襯墊表面熱流量最大值為63.04k W,位于表面接觸中心位置。內(nèi)圈熱流量最大值為200.9k W,在接觸表面鄰近襯墊端面的位置。摩擦面之間的熱量的傳遞都是沿接觸面的法向傳遞到內(nèi)部。在軸線方向上襯墊最大熱流量和內(nèi)圈最大熱流量分別為63k W和200.9k W,沿圓周方向最大熱流量分別為63k W和180k W。由于襯墊材料導(dǎo)熱系數(shù)低,使得摩擦產(chǎn)生的熱量傳遞到襯墊上的比軸承鋼內(nèi)圈少,襯墊傳遞的熱量是內(nèi)圈傳遞熱量的30%。襯墊最大溫升為27.12℃小于內(nèi)圈的最大溫升為37.65℃,并且兩個(gè)零件最大溫升都處于各自接觸面的接觸中心位置,在深度方向上,內(nèi)圈的整體溫差在6.65℃左右。在有摩擦熱的情況下,襯墊的等效應(yīng)力大于無(wú)摩擦熱時(shí)的等效應(yīng)力,關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈的等效應(yīng)力在各個(gè)方向上都較小。內(nèi)圈最大等效應(yīng)力是在關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈內(nèi)部,最大位置在距離摩擦表面3mm的深度位置。通過(guò)關(guān)節(jié)軸承摩擦溫度試驗(yàn)來(lái)測(cè)量摩擦溫度在關(guān)節(jié)軸承工作時(shí)的變化趨勢(shì),得到摩擦溫度在開(kāi)始的30min內(nèi)急劇增加,之后隨著擺動(dòng)時(shí)間的推移,曲線保持平穩(wěn)直到試驗(yàn)結(jié)束。對(duì)比試驗(yàn)和仿真條件下襯墊接觸區(qū)域的分布,仿真結(jié)果和試驗(yàn)得到的襯墊接觸區(qū)域分布相近。仿真所得的試驗(yàn)測(cè)點(diǎn)摩擦溫升與試驗(yàn)所得溫升分布曲線相同,接觸邊緣溫升一致,接觸中心位置摩擦溫升仿真結(jié)果稍大于試驗(yàn)所得結(jié)果。綜合分析可以認(rèn)為仿真計(jì)算的結(jié)果符合實(shí)際情況。
【關(guān)鍵詞】：編織襯墊關(guān)節(jié)軸承 有限元 熱力耦合 摩擦溫度 熱流量
【學(xué)位授予單位】：河南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH133.3
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 課題研究?jī)?nèi)容及意義12-15
• 第2章 編織襯墊關(guān)節(jié)軸承靜熱彈性有限元分析15-29
• 2.1 熱傳導(dǎo)理論基礎(chǔ)15-16
• 2.2 模型簡(jiǎn)化及建立過(guò)程16-19
• 2.2.1 模型簡(jiǎn)化16
• 2.2.2 模型建立16-19
• 2.3 計(jì)算結(jié)果分析19-27
• 2.3.1 熱流量分析21-24
• 2.3.2 溫度分析24-27
• 2.4 本章小結(jié)27-29
• 第3章 編織襯墊關(guān)節(jié)軸承熱力學(xué)有限元分析29-51
• 3.1 裝配尺寸確定29-31
• 3.2 模型簡(jiǎn)化及建立過(guò)程31-35
• 3.2.1 模型簡(jiǎn)化31-32
• 3.2.2 模型建立32-35
• 3.3 計(jì)算結(jié)果分析35-48
• 3.3.1 熱流量分析37-41
• 3.3.2 溫度分析41-44
• 3.3.3 溫度對(duì)力學(xué)性能的影響44-48
• 3.4 本章小結(jié)48-51
• 第4章 編織襯墊關(guān)節(jié)軸承試驗(yàn)及數(shù)據(jù)分析51-63
• 4.1 試驗(yàn)?zāi)康?/span>51
• 4.2 試驗(yàn)方案51-52
• 4.3 試驗(yàn)設(shè)備52-56
• 4.3.1 試驗(yàn)對(duì)象53-54
• 4.3.2 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)54
• 4.3.3 加載系統(tǒng)54-55
• 4.3.4 測(cè)溫系統(tǒng)55-56
• 4.4 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析及對(duì)比56-61
• 4.4.1 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析57-59
• 4.4.2 仿真與試驗(yàn)對(duì)比分析59-61
• 4.5 本章小結(jié)61-63
• 第5章 結(jié)論及展望63-67
• 5.1 結(jié)論63-65
• 5.1.1 研究?jī)?nèi)容總結(jié)63-64
• 5.1.2 研究中存在的不足64-65
• 5.2 研究展望65-67
• 參考文獻(xiàn)67-71
• 致謝71-72
• 攻讀學(xué)位期間的科研成果72

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

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本文編號(hào)：741571