机械压力机低速重载滑动轴瓦的受力分析

发布时间：2017-04-10 15:16

  本文关键词：机械压力机低速重载滑动轴瓦的受力分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：滑动轴瓦因其优良的机械特性而广泛应用于各种机械设备的旋转传动机构中,并对传动机构的稳定性和精度有着很大的影响。目前,大部分对轴瓦的分析是基于流体动压润滑理论进行的,但由于低速重载滑动轴瓦的转速较低而且载荷较大,不利于形成完整的润滑油膜,因此它不是处于流体润滑状态,而是处于混合润滑的状态,基于流体动压润滑理论的有限元分析对低速重载轴瓦并不合适。对于低速重载滑动轴瓦而言,由于所受的载荷比较大,润滑情况也比较复杂,轴瓦与轴之间的摩擦系数大,这造成了轴瓦的应力分布更加不均匀,容易导致轴瓦产生局部磨损和疲劳裂纹,也会严重影响旋转传动机构的传动精度。因此,应对低速重载滑动轴瓦进行应力应变分析,并分析各个因素对它的影响,以提高轴瓦的承载能力和应力分布的均匀性,减小应力的集中现象,并降低轴瓦的摩擦系数,以减少磨损的发生。本文对安装在伺服压力机主轴上的低速重载滑动轴瓦进行研究,结合有限元理论对轴瓦的应力应变分布规律进行分析,并研究各种不同因素对它的影响,以了解低速重载滑动轴瓦的应力分布规律,并探讨了轴瓦的应力分布不均匀现象。对轴瓦进行了接触压力实验,测得了轴瓦与轴的接触压力分布情况。主要的研究内容和成果有以下几点：1、建立了低速重载滑动轴瓦的有限元模型,并得出了低速重载滑动轴瓦在工作过程中的应力应变分布规律。有限元计算结果表明,低速重载轴瓦在工作时的承载区域为下半瓦的中间处,应力分布不均匀,有应力集中的现象出现。2、通过对轴瓦应力有影响的几个因素研究,如厚度、与轴的间隙值、装配过盈量等,得出了它们对轴瓦应力分布的影响规律,并在这一基础上提出了对轴瓦应力分布均匀性的改进。3、对钢背碳纤维一聚合物衬层轴瓦的进行了分析,得到了其应力应变分布规律,并分析了衬层的弹性模量、厚度等因素对该轴瓦应力分布的影响,还分析了复合材料衬层和合金钢基体的结合面处的接触应力。4、进行了轴瓦与轴的接触压力实验,采用富士压力感应纸测得了轴瓦与轴之间的接触压力,通过该实验进一步了解了低速重载滑动轴瓦的应力分布规律,发现接触压力实验结果与有限元分析结果具有相似性,进一步验证了有限元分析结果的正确性。通过以上的研究得出了低速重载滑动轴瓦的应力应变分布规律,表明了低速重载滑动轴瓦的应力分布存在不均匀性,并且得出了几种因素对轴瓦应力分布的影响规律；通过接触压力实验进一步了解轴瓦的应力分布情况,也验证了本文所采用的有限元分析模型的正确性,为轴瓦的分析提供可一种新的方法。
【关键词】：低速重载 滑动轴瓦 有限元分析 钢背—碳纤维 复合材料衬层 接触压力
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH132;TH117.2
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-14
• 第一章 绪论14-21
• 1.1 本课题研究背景及意义14-16
• 1.2 国内外相关研究现状16-19
• 1.3 课题来源和主要研究内容19-20
• 1.4 本章小结20-21
• 第二章 低速重载滑动轴瓦及其润滑情况21-31
• 2.1 低速重载滑动轴瓦模型21-24
• 2.1.1 轴瓦的简介21-22
• 2.1.2 低速重载滑动轴瓦基本参数22-24
• 2.2 低速重载轴瓦的润滑情况24-29
• 2.2.1 几种润滑状态简介24-26
• 2.2.2 低速重载滑动轴瓦的润滑情况26-28
• 2.2.3 低速重载滑动轴瓦运动过程的润滑状态28-29
• 2.3 本章小结29-31
• 第三章 低速重载滑动轴瓦有限元分析31-52
• 3.1 低速重载滑动轴瓦有限元模型的建立31-35
• 3.1.1 有限元模型的建立31-33
• 3.1.2 有限元模型材料属性和接触对的设置33-34
• 3.1.3 有限元模型的载荷施加34-35
• 3.2 低速重载滑动轴瓦有限元分析结果35-38
• 3.2.1 轴瓦应力分析结果35-36
• 3.2.2 轴瓦的摩擦力分析结果36-37
• 3.2.3 轴瓦的剪切应力分析结果37
• 3.2.4 轴瓦的有限元分析结果与实际情况对比37-38
• 3.3 不同因素对轴瓦受力的影响38-50
• 3.3.1 厚度对轴瓦受力的影响38-41
• 3.3.2 间隙对轴瓦受力的影响41-46
• 3.3.3 轴瓦与轴承座的过盈配合对轴瓦受力的影响46-49
• 3.3.4 过盈配合组合对轴瓦受力的影响规律49-50
• 3.5 本章小结50-52
• 第四章 带衬层低速重载滑动轴瓦受力分析52-69
• 4.1 带衬层的低速重载滑动轴瓦有限元模型建立52-53
• 4.2 衬层的弹性模量对轴瓦受力的影响规律53-56
• 4.2.1 弹性模量对衬层受力的影响规律54-55
• 4.2.2 弹性模量对合金钢基体受力的影响规律55-56
• 4.3 衬层的厚度对轴瓦受力的影响规律56-60
• 4.3.1 衬层厚度对衬层受力的影响规律57-59
• 4.3.2 衬层厚度对合金钢基体受力的影响规律59-60
• 4.4 间隙对轴瓦受力的影响规律60-63
• 4.5 轴瓦与轴承座的过盈量对轴瓦受力的影响规律63-64
• 4.6 复合材料衬层和合金钢基体结合力的分析64-67
• 4.6.1 衬层弹性模量对结合力的影响65-66
• 4.6.2 衬层厚度对结合力的影响66-67
• 4.7 本章小结67-69
• 第五章 接触压力测量实验69-78
• 5.1 平面应变测量实验设备69-72
• 5.1.1 小型压力机69-71
• 5.1.2 压力感应测试纸71-72
• 5.2 接触压力测量实验方案72-74
• 5.3 接触压力测量结果74-75
• 5.3.1 静载荷下轴瓦的接触压力74-75
• 5.3.2 动载荷下轴瓦的接触压力75
• 5.4 小型压力机轴瓦的有限元分析75-77
• 5.5 实验结果与有限元结果对比77
• 5.6 本章小结77-78
• 结论78-80
• 参考文献80-84
• 攻读学位期间发表的学术论文84-86
• 致谢86

【参考文献】

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本文编号：296977