轴承内环可变径感应拆装器的研究

发布时间：2019-01-24 11:14

【摘要】：轴承是现代机器中重要的零部件,轴和轴承之间的配合往往是过盈配合,这使得轴承的过盈拆装比较困难。传统的轴承拆装方法大致可分为机械法和加热法。机械法是指用顶拔机、拉力器等把轴承从轴上拉拔下来,这样往往会损伤轴承的内表面,降低轴承的使用寿命。加热法包括用火焰直接加热轴承或者油煮等,这些加热法一般只能用于轴承的过盈装配,并且加热温度不易控制,容易使轴承表面被氧化,污染环境。由于传统轴承拆装方法存在诸多缺点,己逐渐被电加热所代替。感应加热是电加热的一种典型形式。其加热机理是感应线圈通以交变电流,产生交变磁场,交变磁场在导体内部产生感生涡流,涡流产生涡流热来加热导体。这种加热方式易于控制,加热效率高,无污染,已被广泛应用到工业生产的诸多领域。论文将感应加热技术应用于轴承的拆装上,将充分发挥感应加热技术的优点,实现快速、无损地拆装轴承。本文研究的目的是设计一种具有变径功能的轴承内环感应拆装器。该拆装器基于感应加热原理,能够对一定外径尺寸范围的轴承内环进行拆装。本文的研究工作主要包括： 1、了解感应加热的基本理论及其计算原理,包括集肤效应和集肤深度的计算原理,导体感应加热时其内部磁场强度的分布、加热温度的分布以及消耗功率的计算原理,线圈产生的磁通、线圈匝数以及线圈中电流的计算原理,导磁体截面积的计算原理等,为感应拆装器模型的初步设计打好理论基础。 2、在理论研究的基础上,设计了轴承内环可变径感应拆装器的三维模型。该模型包括感应拆装器的主体结构和支撑机构。所设计的感应拆装器最大特点是具有变径功能。依靠径向导磁体的径向移动,可以实现对不同外径尺寸的轴承内环的夹持。这一结构特点扩大了该感应拆装器的应用范围。支撑机构用以提高感应拆装器工作时的自动化程度,减少工人劳动强度。 3、为所设计的感应拆装器加热轴和轴承内环的过程进行了有限元仿真。仿真的内容包括：轴和轴承内环中的磁场分布情况,轴和轴承内环中温度随时间的变化情况以及温度沿轴和轴承内环半径的分布情况,轴和轴承内环受热后膨胀尺寸的分布情况。并对影响温度分布和膨胀尺寸大小的因素进行了探讨。最终确定了合理的感应拆装器结构参数,主要包括线圈的匝数、线径尺寸以及导磁体截面尺寸等,为感应拆装器的实体制作提供了理论依据。 4、依据仿真获得的结构参数,制作了感应拆装器样机,并对其工作性能进行了实验研究。实验的内容主要包括：轴承内环内部不同等温面处温度的测量、轴承内环内径膨胀尺寸的测量以及感应拆装器工作时消耗的总功率的测量。实验结果表明,本文所设计的感应拆装器能够满足快速、无损拆装轴承内环的要求。为轴承的拆装提供了一种快速、高效的新方法。
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【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TH133.3

【引证文献】