新型炉管离心铸造机支承部分发热及温度场计算研究

发布时间：2017-08-28 03:03

  本文关键词：新型炉管离心铸造机支承部分发热及温度场计算研究

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【摘要】：华东理工大学机械设计与摩擦学研究室与上海卓然工程技术有限公司合作研发的新型炉管离心铸造机解决了传统设备由于型筒振动导致炉管厚度不均匀的缺陷,但是在其支承部分中,由于型筒质量较大且滚动轴承高速转动产生大量的热,有可能影响离心铸造机的正常工作,因此对离心铸造机的支承部分进行发热和温升的计算具有极为重要的意义。 本文的研究内容包括：研究了新型离心铸造设备的整体结构、安装流程及工作原理；对支承回转部分的主体结构及支承轴承的工作原理进行了分析,并求出了每个支承轴承的径向载荷；在综合考虑无游隙及预紧、有游隙无预紧、有游隙及预紧的条件等因素影响的基础上,建立了新型离心铸造设备支承轴承内部载荷分布计算模型和变形计算模型,能够实现对支承轴承滚动体的内部载荷分布和位移的准确计算,并根据该模型研究了轴向预紧载荷的变化对轴承滚动体列的载荷分布、最大接触载荷、轴承游隙和轴向预紧量的影响规律；建立了轴承拟动力学发热分析模型,利用该计算模型对四个支承轴承的发热特性进行了计算,得到了轴承内部钢球发热率的分布以及轴承总发热随轴承转速、径向载荷和轴向预紧载荷的变化曲线；利用热阻网格法建立了四个支承轴承的瞬态热分析模型,得到了轴承的温升曲线以及轴承的温升随轴承转速、径向载荷和轴向预紧载荷的变化曲线。 本文的研究成果能够有效的评估新型离心铸造设备支承轴承的工作性能,为优化新型离心铸造设备的结构设计提供理论依据。
【关键词】：新型离心铸造设备 支承回转轴承 载荷分布 轴承发热 瞬态热分析
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG233.3
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-21
• 1.1 研究背景9-11
• 1.2 国内外研究概况11-19
• 1.2.1 离心铸造技术发展历史11
• 1.2.2 滚轮驱动的离心铸造机及其存在的问题11-12
• 1.2.3 滚动轴承力学分析方法12-14
• 1.2.4 滚动轴承发热分析14-17
• 1.2.5 滚动轴承支承回转部分的温度场分析17-18
• 1.2.6 文献综述小结18-19
• 1.3 本文的研究内容19
• 1.4 技术路线19-20
• 1.5 预期成果20-21
• 第2章 新型离心铸造机轴承载荷计算21-35
• 2.1 离心铸造设备结构简介21-25
• 2.1.1 新型离心铸造机的工作原理21-24
• 2.1.2 支承轴承结构简介24-25
• 2.2 轴承载荷计算25-32
• 2.2.1 轴承外载荷计算25-30
• 2.2.2 空心轴静力平衡30-32
• 2.3 计算结果32-33
• 2.4 本章小结33-35
• 第3章 轴承内部载荷计算方法及预紧力影响分析35-49
• 3.1 引言35
• 3.2 轴承内部载荷分布35-38
• 3.2.1 无径向游隙时轴承内部载荷分布35-37
• 3.2.2 考虑径向游隙时轴承内部载荷37-38
• 3.3 预紧对轴承载荷分布的影响38-40
• 3.4 实例计算与结果分析40-48
• 3.4.1 轴承参数40-41
• 3.4.2 轴承内部载荷分布41-45
• 3.4.3 预紧载荷的变化对轴承载荷分布的影响45-47
• 3.4.4 预紧载荷对预紧量的影响47-48
• 3.5 本章小结48-49
• 第4章 轴承的发热分析49-63
• 4.1 引言49
• 4.2 轴承与滚道的运动学研究49-51
• 4.3 钢球与滚道的力及力矩平衡51-54
• 4.3.1 钢球的受力平衡51-53
• 4.3.2 钢球所受力矩平衡53-54
• 4.4 保持架受力平衡54-55
• 4.5 钢球发热率的计算55-56
• 4.6 结果分析56-60
• 4.6.1 无游隙及预紧钢球发热率56-58
• 4.6.2 有游隙无预紧时钢球发热率的变化58-59
• 4.6.3 有游隙及预紧时钢球发热率的变化59-60
• 4.7 载荷及转速对钢球发热率的影响60-62
• 4.7.1 转速对轴承发热率的影响60-61
• 4.7.2 预紧载荷对轴承发热率的影响61
• 4.7.3 径向载荷对轴承发热率的影响61-62
• 4.8 本章小结62-63
• 第5章 轴承温度场分析63-72
• 5.1 引言63
• 5.2 轴承内部净热流量计算63-64
• 5.3 温度场计算假设64-65
• 5.4 运转时间65
• 5.5 计算结果65-67
• 5.6 参数变化对轴承温度场的影响67-70
• 5.6.1 转速对轴承温度场的影响67-68
• 5.6.2 预紧载荷对轴承温度场的影响68-69
• 5.6.3 径向载荷对轴承温度场的影响69-70
• 5.7 本章小结70-72
• 第6章 结论与展望72-74
• 6.1 主要研究内容及结论72
• 6.2 研究展望72-74
• 参考文献74-79
• 致谢79-80
• 攻读硕士学位期间获得的专利80

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 蒋兴奇,马家驹,顾小兵;主轴轴承最小预紧载荷的计算[J];轴承;2001年03期

2 夏雨;郭昆峰;江宁;;小型铣削中心主轴-轴承系统的热态特性分析[J];轴承;2009年08期

3 陈龙;赵联春;夏新涛;邱明;;变桨轴承载荷分布分析[J];轴承;2010年01期

4 孙首群,耿海鹏,虞烈;实心磁铁推力磁轴承热分析[J];电工技术学报;2002年05期

5 王晓军;仲生元;刘致远;赵文军;王玉怀;夏天东;;离心铸造HP45NbTi炉管的对接焊接[J];兰州理工大学学报;2006年03期

6 颜家森;朱龙泉;赵三星;宋世勇;王凤才;;高速铁路轴箱轴承载荷分布分析[J];轴承;2012年10期

7 栾兆群;立式离心铸造机的设计及应用[J];制造技术与机床;2001年09期

8 刘致远;金鑫;李世奇;薛辉军;曾丽;喇培清;;离心铸造制氢转化炉管HP40Nb缺陷分析[J];铸造技术;2008年03期

9 王冠;薛纪二;;离心铸造国内专利技术现状研究[J];铸造技术;2011年06期

10 习杰;;大口径厚壁钢管热模法离心铸造机的设计与应用[J];中国铸造装备与技术;2011年03期

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本文编号：747061