本文關(guān)鍵詞：大型板帶軋機(jī)軋輥—軸承一體化結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計

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【摘要】：隨著中國經(jīng)濟(jì)硬實(shí)力的不斷進(jìn)步,航空航天、汽車、電子等行業(yè)的飛速發(fā)展,市場對鋼鐵板帶材的質(zhì)量需求不斷提高。為了實(shí)現(xiàn)“中國制造2025”,高質(zhì)量的板帶材不可或缺。對于板帶軋機(jī)來說,軋輥軸承是輥系的核心部件之一,它的力學(xué)性能和使用壽命關(guān)系著板帶材產(chǎn)品質(zhì)量和企業(yè)生產(chǎn)成本。四列圓柱滾子軸承是常用軋輥軸承,在實(shí)際軋制過程中由于軋輥的彈性彎曲會使得軸承產(chǎn)生偏載受力,這時內(nèi)部的滾動體局部應(yīng)力集中,容易出現(xiàn)疲勞磨損或意外碎裂。為了優(yōu)化滾動體從而提高其承載能力,需要對其進(jìn)行分析。本文首先介紹了滾動軸承的基本彈性接觸理論,研究了偏載時單列圓柱滾子軸承載荷分布的理論計算。接著本文借助有限元軟件對軋機(jī)四列圓柱滾子軸承進(jìn)行了載荷分析。結(jié)果表明在軸線方向,軋輥軸承存在明顯的偏載效果,四列滾動體載荷分布不均勻。軋輥軸承周向方向位于中心處和兩端的滾動體載荷偏小,最大接觸位置在軸承中心的兩側(cè)處,載荷分布呈類似“M”型。對于滾動體來說,其與內(nèi)外圈的接觸應(yīng)力受偏載影響而有明顯的應(yīng)力集中情況,這大大降低了滾動體的使用壽命。在工業(yè)生產(chǎn)中一般對滾動體母線進(jìn)行修形來改善滾動體的受力狀態(tài)。本文分別采用了兩端對數(shù)曲線修形和復(fù)合指數(shù)曲線修形兩種方法對軋輥軸承的承受最大載荷處的滾動體進(jìn)行了修形曲線設(shè)計。兩種方法都能夠有效的減少滾動體的局部應(yīng)力集中問題。兩端對數(shù)曲線修形應(yīng)力分布均勻無突變但保留一點(diǎn)偏載效果,復(fù)合指數(shù)曲線修形整體應(yīng)力分布均勻但加工難度略高。
【關(guān)鍵詞】：軋輥軸承 載荷分布 滾動體 修形曲線
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG333
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-16
• 1.1 研究背景、目的及意義9-11
• 1.1.1 研究背景9-11
• 1.1.2 研究目的及意義11
• 1.2 滾動軸承力學(xué)模型研究概況11-12
• 1.3 滾動軸承數(shù)學(xué)分析方法發(fā)展概況12-14
• 1.3.1 古典數(shù)值分析法12
• 1.3.2 有限元解法12-13
• 1.3.3 邊界元法13
• 1.3.4 計算機(jī)仿真技術(shù)13-14
• 1.4 圓柱滾子軸承結(jié)構(gòu)設(shè)計現(xiàn)狀14-15
• 1.4.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計基本方法14-15
• 1.4.2 軸承偏載狀態(tài)下的滾動體母線設(shè)計研究15
• 1.5 本文的主要研究內(nèi)容15-16
• 第2章 軸承載荷分布理論16-28
• 2.1 滾動體載荷分布理論16-21
• 2.1.1 Hertz彈性接觸理論17-18
• 2.1.2 圓柱滾子接觸問題18-19
• 2.1.3 偏載時圓柱滾子接觸問題19-21
• 2.2 軸承周向載荷分布理論21-27
• 2.2.1 均載時周向載荷分布計算21-25
• 2.2.2 偏載時周向載荷分布計算25-27
• 2.3 本章小結(jié)27-28
• 第3章 軋輥軸承的有限元分析28-40
• 3.1 有限元分析簡介28-30
• 3.1.1 有限元基本理論28-29
• 3.1.2 simulation后處理有限元軟件特點(diǎn)29-30
• 3.2 建立軋輥軸承有限元模型30-33
• 3.2.1 基本模型設(shè)定30-31
• 3.2.2 網(wǎng)格劃分31-32
• 3.2.3 材料設(shè)定32
• 3.2.4 接觸設(shè)置32
• 3.2.5 邊界條件設(shè)定與載荷設(shè)定32-33
• 3.3 有限元結(jié)果分析33-39
• 3.3.1 軸承周向載荷分析33-35
• 3.3.2 軸承軸向載荷分析35-36
• 3.3.3 軋機(jī)軸承滾動體載荷分析36-39
• 3.4 本章小結(jié)39-40
• 第4章 基于對數(shù)曲線的滾動體母線設(shè)計40-48
• 4.1 對數(shù)母線修形理論41-43
• 4.2 軋輥軸承滾動體對數(shù)母線修形計算43-46
• 4.2.1 基本參數(shù)設(shè)定43
• 4.2.2 對稱情形的滾動體修形曲線設(shè)計43-44
• 4.2.3 非對稱情形的滾動體修形曲線設(shè)計44-46
• 4.3 結(jié)果分析46-47
• 4.4 本章小結(jié)47-48
• 第5章 基于指數(shù)曲線的滾動體母線設(shè)計48-55
• 5.1 基于指數(shù)曲線的滾動體母線優(yōu)化設(shè)計基本方法48
• 5.2 滾動體母線基本方程設(shè)定48-50
• 5.3 滾動體母線方程參數(shù)確定50-52
• 5.4 結(jié)果分析52-54
• 5.5 本章小結(jié)54-55
• 結(jié)論55-56
• 參考文獻(xiàn)56-59
• 致謝59

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本文編號：805623