偏载状态下轧机轴承接触力学模型研究
2021-01-27吝水林孙建亮
工程力学 2021年1期
吝水林,孙建亮,彭 艳
(燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心,河北,秦皇岛 066004)
轧机滚动轴承是轧机装备的关键零部件,其性能和质量是保证轧机稳定运行的关键。轧辊轴承通常在高速高温的恶劣环境下工作,采用多列轴承来承受轧制负荷,辊身和辊颈由于轧制负荷过大发生弹性弯曲,径向载荷、轴向载荷和力矩载荷的联合作用导致各列滚动体和滚道单位接触长度上载荷非均匀分布。由于服役工况下轧机部件的磨损,现代轧制工艺的改进,轧制力、弯辊力、轴向力的联合作用,轴承的制造误差、轴承座的安装精度等综合影响,导致轴承在总负载不变的情况下各列滚动体承载不均,此外,推力载荷进一步加剧了滚动体与滚道接触应力的非均匀性,导致轴承长期在偏载状态下运行,大大降低了轴承的耐久性和疲劳寿命,严重影响轧机运行稳定性和生产效率。因此,有必要研究高速板带,轧机偏载状态下轧机轴承力学性能,对保证轧机稳定运行和提高轴承服役寿命有重要意义。
针对滚动轴承多种多样的应用领域及工况条件,研究者们从拟静/动力学模型[1−4]、动力学模型[5−7]、故障力学模型[8−15]、接触润滑理论及力学性能方面开展研究,力求构建轴承在复杂工况下运行的力学特性与服役状态,更好地服务于轴承设计与应用。
在拟静力学、拟动力学、动力学模型方面,Hertz[16]提出了空间点接触理论和平面无限长线接触理论,建立了接触问题的基本方程,该理论在轧机滚动轴承静力学分析上得到了广泛应用。……
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