回转支承承载性能分析与优化

发布时间：2017-06-19 15:18

  本文关键词：回转支承承载性能分析与优化，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：回转支承是工程机械的关键部件之一，可以看做一种特殊的大型轴承，依靠滚动体与内、外圈的滚动接触来支撑转动部件并传递力和运动，因此，接触问题是研究回转支承的基础，直接影响着回转支承的承载能力和使用寿命。接触问题是一种高度非线性问题，本文通过理论计算、有限元分析和试验等方法对单排四点接触球式回转支承的接触问题进行了研究，其具体内容和结果如下： (1)赫兹接触理论是解决回转支承滚球与滚道接触问题的经典方法，本文在赫兹接触理论的基础上，借助接触力学相关理论对接触区的变形和应力情况做了更加深入的求解，得到了滚圈在接触载荷作用下的最大应力值及其位置。 (2)利用非线性处理能力突出的ABAQUS有限元软件对接触情况进行了求解，并与理论计算做了对比，，对较小的误差给出了解释。同时利用ABAQUS得到了此类回转支承在倾覆力矩作用下的载荷分布情况，与理论计算结果误差较大，指出了由于接触角的变化，有限元结果更加合理，从而判断理论计算过于保守。 (3)对单排四点接触球式回转支承滚道形状与承载能力的关系进行了研究，在椭圆滚道并不能提高回转支承承载能力的结论基础上对其进行了优化。ABAQUS分析结果显示，优化后的滚道可以将滚球与滚道接触处最大应力降低9%，Fe-safe疲劳寿命分析也显示滚道寿命会有20%的提高。 (4)对回转支承滚圈材料50Mn在感应淬火+回火后高硬度状态下进行了金相试验、硬度随深度分布测定试验；对回转支承滚圈材料42CrMo在感应淬火+回火后高硬度状态下，进行了钢球与平板试样点接触许用接触应力的测定试验，得到了许用接触应力和压痕深度与钢球直径比值的曲线回归方程，建立了永久变形量与接触应力的关系。
【关键词】：回转支承 承载能力 滚道优化 滚圈材料
【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
• 插表清单15-16
• 第一章 绪论16-21
• 1.1 引言16-17
• 1.2 国内外研究现状17-18
• 1.3 研究的目的和意义18-19
• 1.4 本文研究的主要内容19-21
• 第二章 回转支承承载性能的理论分析21-36
• 2.1 回转支承结构特点21-25
• 2.1.1 回转支承结构型式21-23
• 2.1.2 单排四点接触球式回转支承结构型式23-25
• 2.2 回转支承载荷分布25-29
• 2.2.1 轴向载荷作用下的载荷分布26
• 2.2.2 倾覆力矩作用下的载荷分布26-29
• 2.2.3 轴向载荷和倾覆力矩共同作用下的载荷分布29
• 2.3 接触力学求解应力分布29-34
• 2.3.1 赫兹接触理轮29-33
• 2.3.2 椭圆域上赫兹压力作用下的应力分布33-34
• 2.4 010.20.200 型回转支承滚球与滚道接触计算34-35
• 2.5 本章小结35-36
• 第三章 回转支承承载性能的有限元分析36-57
• 3.1 有限元法及有限元软件36-38
• 3.1.1 有限元法36-37
• 3.1.2 有限元软件37-38
• 3.2 接触问题的 ABAQUS 分析方法38-42
• 3.2.1 接触问题与 ABAQUS 非线性分析能力38-39
• 3.2.2 ABAQUS 非线性问题的平衡迭代和收敛性39-40
• 3.2.3 ABAQUS／Standard 接触算法40-41
• 3.2.4 接触分析中关键因素的选择41-42
• 3.3 单排四点接触回转支承的有限元分析42-56
• 3.3.1 轴向载荷作用下的有限元分析42-51
• 3.3.2 倾覆力矩载荷作用下的有限元分析51-56
• 3.4 本章小结56-57
• 第四章 回转支承滚道结构优化及寿命分析57-66
• 4.1 滚道结构优化57-62
• 4.1.1 椭圆滚道承载能力研究57-60
• 4.1.2 滚道结构优化60-62
• 4.2 回转支承滚道疲劳寿命分析62-65
• 4.2.1 Fe-safe 软件62-63
• 4.2.2 滚道疲劳寿命分析63-65
• 4.3 本章小结65-66
• 第五章 回转支承滚圈材料研究66-82
• 5.1 回转支承滚圈材料金相试验与硬度分布的测量66-73
• 5.1.1 回转支承滚圈材料及热处理工艺的选择66-68
• 5.1.2 回转支承滚圈材料金相试验68-71
• 5.1.3 回转支承滚圈材料热处理后硬度分布测量71-73
• 5.2 回转支承滚圈材料点接触许用接触应力测定试验73-80
• 5.2.1 试验原理及方法73-74
• 5.2.2 试验过程74-76
• 5.2.3 试验数据处理76-80
• 5.2.4 试验结果分析80
• 5.3 本章小结80-82
• 第六章 总结与展望82-84
• 6.1 全文总结82
• 6.2 工作展望82-84
• 参考文献84-86
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况86-87

【共引文献】

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1 刘明黎;郭建英;李宇明;;中频加热炉功率微机控制系统[J];濮阳职业技术学院学报;2009年05期

2 陈静;史文库;;三枢轴式等速万向节接触应力的有限元分析[J];汽车工程;2008年01期

3 左欣荣;;东风车桥半轴早期失效原因分析与改善对策[J];汽车工艺与材料;2011年07期

4 张梅;张平;冯继军;黄文长;程慧清;;转向直拉杆球头销异常淬硬层原因分析[J];汽车科技;2011年01期

5 谢平;廖勇;杨周炳;陈志刚;陆巍;;超宽带高功率同轴旋转关节[J];强激光与粒子束;2011年11期

6 刘长山;杨滨;赵玉兰;李显洪;王明蕊;;单通风道防辐射装置的设计[J];气象水文海洋仪器;2011年02期

7 王思明;谭寒秋;杜海若;许明恒;;四点接触转盘轴承轴向静力分析[J];起重运输机械;2009年10期

8 宋家齐;;斗轮取料机回转支承故障分析及对策[J];起重运输机械;2010年05期

9 林超光;夏志龙;王屹峰;;汽轮机用12Cr2Mo钢锻件热处理工艺的研究[J];热处理;2006年04期

10 王乾峰;夏志龙;丁丽锋;;汽轮机叶片用1Cr12Mo钢成分与热处理工艺对冲击韧度的影响[J];热处理;2007年04期

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1 金开能;;火灾中铜导线熔痕金相组织定量研究[A];自主创新与持续增长第十一届中国科协年会论文集（3）[C];2009年

2 王素平;郭治霞;路鹏;;管线钢X60的开发实践[A];2009年河北省轧钢技术与学术年会论文集（上）[C];2009年

3 徐效谦;;高强度螺栓用非热处理和非调质钢[A];全国金属制品信息网第22届年会论文集[C];2010年

4 王洪利;刘宏玉;王瑞敏;周鹏;黄_g;;帘线钢微合金化后的组织与性能研究[A];2011金属制品行业技术信息交流会论文集[C];2011年

5 陈情华;赵晗;饶立华;;中碳CrMo钢轧材弯曲成因[A];2006年全国轧钢生产技术会议文集[C];2006年

6 孙伟;王静松;任福全;刘国梁;薛庆国;;精密合金冷轧带材分层原因分析及冶炼工艺改进研究[A];中国金属学会特钢分会，特钢冶炼学术委员会2009年会论文集[C];2009年

7 张海宾;张峻巍;赵科;时速德;张冰;;X70管线钢的成分设计及其轧制工艺的控制[A];第七届(2009)中国钢铁年会大会论文集(中)[C];2009年

8 李晓霞;;50CrMo_4曲轴热处理工艺研究与应用[A];第十七届全国大功率柴油机学术年会论文集[C];2011年

9 刘菊东;侯达盘;;磨削深度和原始组织对60钢磨削淬硬层的影响[A];2008年中国机械工程学会年会暨甘肃省学术年会文集[C];2008年

10 薛维华;齐晓旭;李智超;;BCu48ZnNi钎料的组织性能与使用特性研究[A];第十三届中国体视学与图像分析学术会议论文集[C];2013年

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1 马子魁;基于拟静力学方法的球轴承动力学特性研究[D];浙江大学;2010年

2 闫绍盟;铁磁性形状记忆合金的马氏体相变与晶体学[D];华中科技大学;2011年

3 黄贞益;低合金高强度钢成分—组织—性能控制与再制造[D];南京理工大学;2012年

4 何玲;枪械自动机关重件冲击疲劳实验机相关理论与实验研究[D];南京理工大学;2011年

5 蔺绍江;粉末冶金法制备TiC/316L复合材料及其致密化与性能研究[D];华中科技大学;2012年

6 王成;400MPa级超级钢激光焊接及其焊接性研究[D];清华大学;2002年

7 杨屹;基于场激发的Fe-Ti-C三元系燃烧行为研究[D];四川大学;2004年

8 管登高;防电磁信息泄密宽频带电磁波屏蔽集成复合材料研究[D];四川大学;2004年

9 顾艳红;新型陶瓷润滑油添加剂的应用与作用机理[D];中国地质大学（北京）;2005年

10 王立民;形状记忆合金的机敏摩擦学特性研究[D];大连海事大学;2003年

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1 苏志俊;稀土元素对Ni60自熔性合金涂层组织和性能的影响[D];河南理工大学;2010年

2 丁家圆;热处理工艺对高铬白口铸铁组织与性能的影响[D];南昌航空大学;2010年

3 李含建;SiC_p/AZ91D复合材料真空气压浸渗机理及界面结构研究[D];南昌航空大学;2010年

4 侯建华;感应加热在注塑成型中的应用[D];郑州大学;2010年

5 石玲;海底电缆铺设转盘系统关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年

6 胡艳涛;轴承滚子电化学机械加工技术研究[D];大连理工大学;2010年

7 方桂景;SYB500输油臂关键技术的研究[D];大连理工大学;2010年

8 林杰煌;液压打桩机回转支承装置的动态性能研究与优化设计[D];湘潭大学;2010年

9 郑国昌;23MnB履带板热处理质量控制的研究[D];江西理工大学;2010年

10 计芳芳;贝氏体型冷作强化非调质钢的组织和力学性能研究[D];昆明理工大学;2010年

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本文编号：462951