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考虑紧固螺栓的三排滚柱式转盘轴承载荷分布计算

2021-07-13黄龙艺

工程设计学报 2021年3期
关键词:有限元模型

黄龙艺,王 华,嵇 栩

(南京工业大学机械与动力工程学院,江苏 南京 211816)

转盘轴承是大型旋转机械的核心部件,被广泛应用于镗床、塔式起重机、风力发电机、挖掘机和盾构机等设备[1]。按照滚道数量的不同,可将转盘轴承分为单排、双排和三排滚道式等多种类型,其中滚道上的元件为钢球或滚子。与传统小轴承不同的是,转盘轴承具有转速低、尺寸大和承载能力强等特点,其通常承受轴向力、径向力和倾覆力矩的联合作用。因此,可采用静态承载能力作为评估转盘主轴承性能的重要指标。

为了提高转盘轴承的承载能力,确定其滚道上的载荷分布是关键。目前,国内外许多学者针对转盘轴承的载荷分布开展了相关研究。何培瑜等[2]分析了转盘轴承对数修形滚子的力学性能,获得了载荷对滚子边缘应力分布的影响。张占立等[3]通过理论分析和试验验证,探究了四点接触转盘球轴承的间隙和摩擦力矩之间的关系,结果表明轴承间隙与摩擦力矩呈负相关。王燕霜等[4-5]构建了四点接触球轴承的分析模型,并运用Newton-Raphson 法计算了不同间隙下该轴承的载荷分布。赵春江等[6]通过建立角接触球轴承的力学模型,分析了轴承预紧力对滚道接触力的影响。Heras 等[7]建立了一种考虑预紧力、制造误差和滚道变形的四点接触转盘轴承载荷分布计算模型,通过分析获得,在外载荷作用下制造误差对该转盘轴承载荷分布的影响可忽略不计。Gao 等[8]研究了滚道间隙、曲率比和接触角等几何参数对单排四点接触转盘轴承承载能力和使用寿命的影响,通过研究发现,在较大的曲率比和钢球直径下该转盘轴承的力学性能较好。……

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