结晶振动器偏心轴调心滚子轴承载荷及寿命分析

发布时间：2017-10-04 03:07

  本文关键词：结晶振动器偏心轴调心滚子轴承载荷及寿命分析

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【摘要】：结晶器是连铸机的核心部件,结晶振动器是为结晶器产生振动,使得钢水流动更顺畅,提高铸坯质量的保证。而安装在偏心轴上的调心滚子轴承则是输出振动的关键,其运动学、滚子载荷计算以及疲劳寿命的预测是结晶振动器设计、维护以及维修的重要工程参数。 本文以上海重矿连铸技术有限公司生产的结晶振动器为研究对象,建立了一种将板簧简化成等效弹簧、考虑振动机构自重和载荷影响的动力学模型,应用Newton法以及四阶Runge-Kutta法对所建立的动力学模型进行数值求解,运用Matlab编程,计算了调心滚子轴承所承受的载荷随时间变化规律,在此基础上,分别研究了偏心轴的偏心量、偏心轴转速、载荷大小等参数变化对偏心安装的滚动轴承载荷的影响规律。 以安装在偏心轴上的双列调心滚子轴承作为研究对象,建立了一种能准确计算安装在偏心轴上的轴承的运动学性能的计算方法,运用向量法、Matlab编程对所建立的运动学模型进行数值求解,分别研究了一个周期中滚子的运动轨迹,分析了不同偏心量下滚子运动轨迹的变化规律；分析了偏心轴的偏心量、转速对轴承滚子与内外圈滚道接触次数和接触点分布规律的影响。 使用Palmgren的线接触经验公式,对凸度滚子和滚道进行分片离散分析,建立了一种能精确计算安装在偏心轴上的调心滚子轴承的载荷历程、滚子变形以及轴承内外圈位移的计算模型,数值研究了轴承内外圈的趋近量、滚子的变形量和载荷历程随时间变化的规律,分析了偏心轴偏心量、转速、结晶器外载荷、轴承安装游隙和预紧力大小等因素对轴承内外圈位移量和滚子载荷历程的影响。 综合计算数据,基于ISO标准,对轴承内滚道、外滚道以及滚动体的疲劳寿命进行了预测分析,分析了偏心轴转速、偏心量、外载荷以及轴承预紧对调心滚子轴承寿命的影响。
【关键词】：结晶器 偏心轴 滚动轴承 动力学 寿命预测
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TG233.6;TH133.33
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-19
• 1.1 研究背景9-11
• 1.2 国内外文献综述11-17
• 1.2.1 结晶器的发展概况11-13
• 1.2.2 滚动轴承运动学研究概况13
• 1.2.3 滚动轴承力学研究概况13-15
• 1.2.4 偏心滚动轴承的研究概况15
• 1.2.5 滚动轴承寿命预测模型研究概况15-17
• 1.2.6 文献综述小结17
• 1.3 课题研究内容17-19
• 第2章 结晶振动器偏心轴滚动轴承载荷计算方法19-28
• 2.1 引言19
• 2.2 结晶振动器传动机构分析19-21
• 2.3 偏心轴的运动学计算方法21-22
• 2.4 振动机构的动力学计算方法22-23
• 2.5 滚动轴承径向载荷分析23
• 2.6 算例计算分析23-26
• 2.7 本章小结26-28
• 第3章 结晶振动器偏心轴滚动轴承运动学分析28-40
• 3.1 引言28
• 3.2 滚动轴承内外圈转速计算方法28-30
• 3.2.1 滚动轴承内圈转速计算方法28-29
• 3.2.2 滚动轴承外圈转速计算方法29-30
• 3.2.3 振动杆摆动速度计算方法30
• 3.3 滚子的运动速度计算方法30-31
• 3.4 偏心安装的滚动轴承滚子边缘任一点运动轨迹计算方法31-33
• 3.5 滚子与内外圈接触点位置计算方法33
• 3.6 算例计算分析33-39
• 3.6.1 轴承滚子中心运动轨迹的算例分析34-35
• 3.6.2 轴承滚子边缘一点运动轨迹的算例计算35-36
• 3.6.3 滚子接触次数位置的算例计算36-39
• 3.7 本章小结39-40
• 第4章 结晶振动器偏心轴滚动轴承载荷历程和变形计算40-54
• 4.1 引言40
• 4.2 调心滚子轴承变形分量计算40-42
• 4.2.1 滚子凸度产生的变形量计算41
• 4.2.2 滚道凸度产生的变形量计算41
• 4.2.3 滚子-滚道总变形量计算41-42
• 4.3 调心滚子轴承内外圈的趋近量计算42-43
• 4.4 滚子-滚道接触载荷的切片法计算43
• 4.5 安装在偏心轴上的调心滚子轴承受力平衡计算43-45
• 4.5.1 单组轴承所受载荷计算43-44
• 4.5.2 轴承静力平衡方程44-45
• 4.6 调心滚子轴承上某一个滚子的载荷历程计算45-46
• 4.7 算例计算分析46-53
• 4.7.1 调心滚子轴承内外圈的趋近量算例计算47-50
• 4.7.2 调心滚子轴承滚子载荷历程算例计算50-53
• 4.8 本章小结53-54
• 第5章 结晶振动器偏心轴滚动轴承寿命预测54-63
• 5.1 引言54
• 5.2 调心滚子轴承薄层接触基本额定动载荷分析54-56
• 5.3 调心滚子轴承薄层当量接触载荷强度计算56-57
• 5.3.1 内外滚道薄层当量接触载荷强度计算56
• 5.3.2 滚子薄层当量接触载荷强度计算56-57
• 5.4 寿命修正系数计算57-58
• 5.5 调心滚子轴承寿命预测计算58-59
• 5.6 算例计算分析59-61
• 5.7 本章小结61-63
• 第6章 研究总结与展望63-65
• 6.1 研究总结63-64
• 6.2 研究展望64-65
• 参考文献65-69
• 致谢69-70
• 攻读硕士期间的学术成果70

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：968256