典型油槽向心关节轴承的接触及摩擦特性研究

发布时间：2017-04-28 17:12

  本文关键词：典型油槽向心关节轴承的接触及摩擦特性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：关节轴承作为一种特殊结构的滑动轴承，因其具有结构简单，承载能力大等特殊性能，在工程机械、重型卡车、农业机械等领域得到广泛应用。特别是近些年，随着我国轨道交通、航空航天、军工行业的快速发展，对于性能良好可靠性高的关节轴承需求十分迫切，如何提高关节轴承的摩擦磨损性能及可靠性、延长其使用寿命受到重点关注。 本文针对向心关节轴承GE45ES，利用有限元软件ANSYS12.1，分别研究了无油槽、交叉油槽以及单环油槽对关节轴承额定静载荷条件下的应力应变等接触性能的影响；通过将关节轴承内、外圈的接触球面改为椭球面，研究了预留变形量对该关节轴承接触特性的影响；为了研究摆动频率、载荷大小对关节轴承摩擦特性的影响，应用PWNS-200型旋转摆动式关节轴承试验机对该关节轴承进行了摩擦磨损试验，分析了摆动频率、载荷对关节轴承摩擦系数以及工作表面温度的影响。最后利用ANSYS/LS-DYNA进行了关节轴承的动力学仿真，在有限元模型中加入了润滑脂层,并通过添加相应的关键字实现了润滑脂与关节轴承的流固耦合，研究了关节轴承在脂润滑实验条件下，轴承内、外圈最大应力随时间的变化规律。研究结果表明： （1）不同形状的油槽对关节轴承的应力应变以及内、外圈之间的接触压力均有较大的影响，合理的开设油槽可以在保证轴承强度的前提下，改善轴承工作时的润滑条件；进而提高关节轴承的寿命。因此设计轴承时应对这一因素进行充分的考虑。 （2）恰当的预留变形量可以减小关节轴承受载后的最大应力及内、外圈之间的接触压力，从而能够改善关节轴承的接触性能。 （3）摩擦磨损试验中，摆动频率、载荷大小对关节轴承工作时的摩擦系数影响较小，但是对其工作表面的温升具有较大的影响。 （4）随着动载荷的增大，，轴承内、外圈的最大应力呈现出的波动增大，且最大应力的大小与动载荷的大小基本成正比。
【关键词】：关节轴承 典型油槽 接触特性 摩擦磨损试验 动力学仿真
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH133.3
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-13
• 插图清单13-15
• 表格清单15-16
• 第一章 绪论16-27
• 1.1 引言16-17
• 1.2 关节轴承的国内外研究现状17-25
• 1.2.1 关节轴承的接触特性研究17-21
• 1.2.2 关节轴承的摩擦磨损及寿命研究21-25
• 1.3 国内外研究现状评述25-26
• 1.4 本文研究内容26
• 1.5 本文课题来源26-27
• 第二章 典型油槽关节轴承接触特性的数值模拟27-39
• 2.1 引言27
• 2.2 ANSYS 接触方法简介27-29
• 2.3 关节轴承接触分析29-38
• 2.3.1 不同油槽关节轴承接触模型的建立29-31
• 2.3.2 计算结果与分析31-38
• 2.4 本章小结38-39
• 第三章 非球面关节轴承的接触分析39-46
• 3.1 引言39
• 3.2 非球面关节轴承有限元模型的建立39-41
• 3.2.1 外圈椭球面关节轴承有限元模型的建立39-41
• 3.2.2 内圈椭球面关节轴承有限元模型的建立41
• 3.3 计算结果分析41-45
• 3.3.1 外圈椭球面关节轴承计算结果分析41-43
• 3.3.2 内圈椭球面关节轴承计算结果分析43-45
• 3.4 本章小结45-46
• 第四章 向心关节轴承的动力学模拟分析46-57
• 4.1 引言46
• 4.2 ANSYS/LS-DYNA 简介46-48
• 4.3 关节轴承的动力学分析48-53
• 4.3.1 有限元模型的建立48-51
• 4.3.2 边界条件及载荷的施加51-52
• 4.3.3 关节轴承流固耦合的实现52-53
• 4.4 计算结果分析53-56
• 4.4.1 载荷为 100KN 时的计算结果54-55
• 4.4.2 不同载荷对关节轴承接触性能的影响55-56
• 4.5 本章小结56-57
• 第五章 脂润滑条件下关节轴承的摩擦学性能试验研究57-66
• 5.1 引言57
• 5.2 摩擦学性能试验方法57-60
• 5.2.1 实验原理57-58
• 5.2.2 试验方案58-59
• 5.2.3 试验操作过程59-60
• 5.3 试验结果分析60-65
• 5.4 本章小结65-66
• 第六章 总结与展望66-68
• 6.1 总结66
• 6.2 展望66-68
• 参考文献68-71
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况71-72

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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  本文关键词：典型油槽向心关节轴承的接触及摩擦特性研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：333224