【摘要】：大型轉(zhuǎn)盤軸承是機(jī)械系統(tǒng)中的一個(gè)重要機(jī)械元件,決定著機(jī)械系統(tǒng)能否正常運(yùn)行。轉(zhuǎn)盤軸承工作時(shí),作用于軸承的載荷通過滾動(dòng)體由一個(gè)套圈傳遞到另一個(gè)套圈,且軸承內(nèi)各滾動(dòng)體所受的載荷不同。載荷的大小、套圈滾道每一點(diǎn)的應(yīng)力和循環(huán)次數(shù)都影響到軸承的性能和壽命,稱為滾動(dòng)軸承中的接觸載荷分布。然而,對(duì)轉(zhuǎn)盤軸承接觸載荷分布的研究只停留在理論分析,且目前幾乎沒有轉(zhuǎn)盤軸承接觸載荷的測(cè)量方案,也沒有轉(zhuǎn)盤軸承接觸載荷的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。本課題源于國家自然科學(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)盤軸承壽命影響的基礎(chǔ)研究(批準(zhǔn)號(hào):51465025)”。本文研究的目標(biāo)在于研制轉(zhuǎn)盤軸承實(shí)驗(yàn)臺(tái),對(duì)轉(zhuǎn)盤軸承的接觸載荷分布進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。本文制定了轉(zhuǎn)盤軸承接觸載荷的間接測(cè)量方案,通過電渦流位移傳感器測(cè)量被測(cè)面的位移量,再將被測(cè)面的位移轉(zhuǎn)換為接觸載荷。從而克服了因轉(zhuǎn)盤軸承內(nèi)部的接觸應(yīng)力非常大(超過lGPa),無法用傳感器直接測(cè)量出接觸載荷或接觸變形的困難。同時(shí)研制了轉(zhuǎn)盤軸承實(shí)驗(yàn)臺(tái),對(duì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度研究,實(shí)現(xiàn)了對(duì)轉(zhuǎn)盤軸承軸向力和傾覆力矩的加載,模擬了轉(zhuǎn)盤軸承的實(shí)際工況。采用歐姆龍PLC的數(shù)據(jù)采集模塊采集傳感器的數(shù)據(jù),并將結(jié)果在觸摸屏上顯示。建立了轉(zhuǎn)盤軸承實(shí)驗(yàn)臺(tái)有限元簡化模型,研究了轉(zhuǎn)盤軸承在實(shí)驗(yàn)中的接觸載荷、實(shí)際接觸角和接觸橢圓邊界角的分布。建立了滾動(dòng)體與滾道接觸的有限元模型,研究了滾道的淬硬層厚度、實(shí)際接觸角以及滾動(dòng)體是否對(duì)準(zhǔn)被測(cè)面中心這三個(gè)因素對(duì)被測(cè)面位移測(cè)量的影響。同時(shí),研究了被測(cè)面的位移量與轉(zhuǎn)盤軸承內(nèi)部接觸載荷的對(duì)應(yīng)關(guān)系,制定了將被測(cè)面位移量轉(zhuǎn)換為接觸載荷的方案。最后,對(duì)電渦流位移傳感器進(jìn)行標(biāo)定,并將轉(zhuǎn)盤軸承和傳感器安裝在所研制的轉(zhuǎn)盤軸承實(shí)驗(yàn)臺(tái)。進(jìn)行了一系列轉(zhuǎn)盤軸承接觸載荷的測(cè)量實(shí)驗(yàn),得到了轉(zhuǎn)盤軸承受載時(shí)的接觸載荷分布,并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了研究分析。
【圖文】：

集支撐、旋轉(zhuǎn)、傳動(dòng)、固定等多種功能于一身的特殊結(jié)構(gòu)的大型軸承［１］。逡逑按結(jié)構(gòu)形式分，轉(zhuǎn)盤軸承可以分為：單排四點(diǎn)接觸球軸承、交叉圓柱滾子軸承、逡逑雙排四點(diǎn)接觸球軸承和三排圓柱滾子軸承［２］。如圖１．１。逡逑Ｍｆｒ邋＼ｕ＼ｗ￣逡逑Ｊ邋Ｉ邋＞二邋４邐１，１邋Ｌ＝逡逑Ｖ．邐－邋－Ｉ＿ＭｉｉｉｍｉＬ．．．邐邐邐邋邐邐邋邐邐邐逡逑（ａ）

第一章緒論逡逑承零件的磨損，使得軸承滾動(dòng)表面的表層質(zhì)量惡化，軸承旋轉(zhuǎn)精度下降、軸向游逡逑隙增加甚至超過允許值，噪聲增加等，最終導(dǎo)致軸承無法正常地運(yùn)作。圖１．２（ｃ）逡逑軸承內(nèi)、外套圈斷裂是由于軸承內(nèi)外套圈所承受的應(yīng)力超出軸承自身材料發(fā)生斷逡逑裂的極限應(yīng)力時(shí)，軸承套圈就會(huì)發(fā)生斷裂或軸承受到巨大沖擊或瞬間承受巨大載逡逑荷而導(dǎo)致軸承套圈突然斷裂。圖１．２（ｄ）當(dāng)軸承突然承受巨大的載荷或沖擊力時(shí)，逡逑在軸承套圈溝道表面將會(huì)在滾動(dòng)體位置產(chǎn)生過量塑性變形，這些塑性變形產(chǎn)生的逡逑凹坑是軸承運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)生劇烈振動(dòng)與噪聲的主要原因。逡逑…：．．．．二…一逡逑（ａ）接觸疲勞失效邐（ｂ）接觸摩擦磨損失效逡逑丨丨，丨＿邋＿邋．一逡逑（Ｃ）軸承套圈斷裂失效邐（ｄ）過量塑性變形失效逡逑圖１．２大型轉(zhuǎn)盤軸承失效形式逡逑Ｆｉｇ．邋１．２邋Ｆａｉｌｕｒｅ邋ｍｏｄｅｓ邋ｏｆ邋ｌａｒｇｅ邋ｓｌｅｗｉｎｇ邋ｂｅａｒｉｎｇ逡逑在轉(zhuǎn)盤軸承的實(shí)際工況中，轉(zhuǎn)盤軸承內(nèi)圈和外圈分別跟設(shè)備的相關(guān)零部件裝逡逑配，而轉(zhuǎn)盤軸承內(nèi)圈和外圈之間通過滾動(dòng)體連接。在外載荷的作用下，滾動(dòng)體與逡逑轉(zhuǎn)盤軸承溝道之間會(huì)產(chǎn)生接觸載荷，從以上轉(zhuǎn)盤軸承的四種失效形式可以看出，逡逑轉(zhuǎn)盤軸承的失效都跟軸承內(nèi)部的接觸載荷有關(guān)。因此
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TH133.3

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2575208