回轉(zhuǎn)支承承載性能分析與優(yōu)化.pdf

1、回轉(zhuǎn)支承是工程機(jī)械的關(guān)鍵部件之一,可以看做一種特殊的大型軸承,依靠滾動體與內(nèi)、外圈的滾動接觸來支撐轉(zhuǎn)動部件并傳遞力和運(yùn)動,因此,接觸問題是研究回轉(zhuǎn)支承的基礎(chǔ),直接影響著回轉(zhuǎn)支承的承載能力和使用壽命。接觸問題是一種高度非線性問題,本文通過理論計(jì)算、有限元分析和試驗(yàn)等方法對單排四點(diǎn)接觸球式回轉(zhuǎn)支承的接觸問題進(jìn)行了研究,其具體內(nèi)容和結(jié)果如下:
　　(1)赫茲接觸理論是解決回轉(zhuǎn)支承滾球與滾道接觸問題的經(jīng)典方法,本文在赫茲接觸理論的基礎(chǔ)上,

2、借助接觸力學(xué)相關(guān)理論對接觸區(qū)的變形和應(yīng)力情況做了更加深入的求解,得到了滾圈在接觸載荷作用下的最大應(yīng)力值及其位置。
　　(2)利用非線性處理能力突出的ABAQUS有限元軟件對接觸情況進(jìn)行了求解,并與理論計(jì)算做了對比,對較小的誤差給出了解釋。同時(shí)利用ABAQUS得到了此類回轉(zhuǎn)支承在傾覆力矩作用下的載荷分布情況,與理論計(jì)算結(jié)果誤差較大,指出了由于接觸角的變化,有限元結(jié)果更加合理,從而判斷理論計(jì)算過于保守。
　　(3)對單排四點(diǎn)接觸

3、球式回轉(zhuǎn)支承滾道形狀與承載能力的關(guān)系進(jìn)行了研究,在橢圓滾道并不能提高回轉(zhuǎn)支承承載能力的結(jié)論基礎(chǔ)上對其進(jìn)行了優(yōu)化。ABAQUS分析結(jié)果顯示,優(yōu)化后的滾道可以將滾球與滾道接觸處最大應(yīng)力降低9％,Fe-safe疲勞壽命分析也顯示滾道壽命會有20%的提高。
　　(4)對回轉(zhuǎn)支承滾圈材料50Mn在感應(yīng)淬火+回火后高硬度狀態(tài)下進(jìn)行了金相試驗(yàn)、硬度隨深度分布測定試驗(yàn);對回轉(zhuǎn)支承滾圈材料42CrMo在感應(yīng)淬火+回火后高硬度狀態(tài)下,進(jìn)行了鋼球與平板