深溝球軸承發(fā)熱瞬態(tài)有限元仿真研究.pdf

1、軸承作為機械中的重要零部件，具有結(jié)構(gòu)簡單、摩擦系數(shù)小、啟動快、安裝方便等優(yōu)點。它的主要功能是使回轉(zhuǎn)體在較小的摩擦系數(shù)下運轉(zhuǎn)并保證它的回轉(zhuǎn)精度。高速重載軸承具有高轉(zhuǎn)速、高溫、重載等特點，由此軸承的工作狀態(tài)環(huán)境十分惡劣，這就導(dǎo)致了軸承急劇溫升，嚴重的溫升現(xiàn)象會引起軸承接觸面表面材料的回火軟化，軸承灼傷，導(dǎo)致軸承發(fā)生疲勞失效，甚至?xí)斐奢S承提前報廢。同時軸承溫度的升高會導(dǎo)致周圍潤滑劑的粘度下降，軸承的承載能力會進一步削弱。因此對于軸承溫度場的

2、研究就具有了相當重要的意義，本文從兩個方面對軸承的溫升進行研究，一方面從宏觀上對于軸承整體發(fā)熱功率的研究，另一方面著重對于軸承重載區(qū)的發(fā)熱量研究。本文基于熱固耦合方法，通過探索，建立了軸承摩擦生熱的熱-固雙向耦合有限元模型，該模型的優(yōu)勢在于能夠模擬軸承工作過程中重載區(qū)產(chǎn)熱情況，能夠動態(tài)地觀察軸承在實際工作中溫度隨時間變化情況以及對于軸承溫度場進行定量的分析。
　　本研究主要內(nèi)容包括：①通過近似摩擦力矩、Palmgren摩擦力矩、H

3、arris摩擦力矩以及SKF摩擦力矩四種計算模型研究了軸承發(fā)熱功率，對比了四種計算模型的異同點。單獨研究了軸承由載荷引起的載荷摩擦力矩，并且探討了軸承的平均熱流密度，計算了軸承理論平均熱流密度。為后續(xù)進行軸承溫度場仿真與理論對比，進一步驗證仿真方法的正確性做鋪墊。②以平板導(dǎo)熱及摩擦產(chǎn)熱實例為理論對比模型，通過不斷調(diào)校有限元模型的相關(guān)參數(shù)，使得仿真結(jié)果與理論吻合，從而得到熱-固耦合有限元模型的相關(guān)設(shè)置參數(shù)，為后續(xù)章節(jié)建立基于熱-固耦合的軸