圆锥滚子轮毂轴承单元载荷分布求解及寿命计算

首先建立了圆锥滚子轮毂轴承内部载荷的计算模型,同时使用此模型以及DPF算法对某2代圆锥滚子轮毂轴承在不同工况下内部各滚子的载荷进行了求解。在此基础上使用一种严于国家标准的计算方法对其进行寿命计算。最后通过计算数据得到了预紧力-寿命特性曲线,确定了此轮毂轴承的最佳游隙范围。     

风力发电机组双列圆锥滚子轴承载荷分布及寿命计算

针对传统双列圆锥滚子轴承内部载荷计算模型中未考虑挡边变形、轴承径向游隙的问题,提出一种基于坐标向量模拟轴承内圈、滚子变形及接触点位置的方法,通过坐标变换来反映滚道与滚子接触变形,在模型中考虑了挡边变形、轴承游隙。通过建立滚子和外圈的静力学平衡方程及变形方程求解滚道载荷分布情况,在此基础上给出了寿命计算方法。并以某风力发电机用双列圆锥滚子轴承为例分析,得到了载荷分布情况,该类轴承径向游隙为-0.18~-0.15 mm时寿命满足要求。     

圆锥滚子轴承寿命与可靠性试验中加载方式对其受力的影响

通过受力分析得到圆锥滚子轴承在寿命与可靠性试验中不同加载方式下的试验载荷。以圆锥滚子轴承32222为例,计算得到不同加载方式下滚子的受力情况,试验结果表明:轴承不同加载方式下的失效位置与计算结果相符。     

随机道路载荷下轮毂轴承服役寿命预测方法研究

针对当前轴承寿命评价主要基于定值载荷工况,对于径向力、轴向力及弯矩动态耦合效应考虑较少,导致轴承实际服役寿命与理论寿命存在较大差异的问题,提出一种随机道路载荷下轮毂轴承的服役寿命预测方法.以试验场实测轮心六分力载荷数据为基础,通过联合分布计数确定多轴载荷间耦合频次关系,以确定损伤载荷作用次数;根据轴承滚子-滚道间的变形协调关系,并考虑弯矩作用下滚子角位移及滚道错位对载荷传递的影响,建立圆锥滚子轴承的外滚道-滚子-内滚道瞬时接触载荷计算模型;综合多轴载荷联合分布计数结果与接触载荷计算模型,采用Newton-Raphson迭代算法求解得到轴承周向接触载荷序列,并与Romax仿真结果对比验证结果的有效性;基于修正的L-P理论得到多轴载荷对应下的轴承当量动载荷,综合联合分布计数结果、线性损伤累积准则,完成试验场随机道路载荷下轮毂轴承寿命计算,并通过台架试验验证结果的准确性和方法的合理性.由此,可为轮毂轴承的设计选型及寿命预测提供参考依据.     

风电主轴双支承圆锥滚子轴承疲劳寿命计算

针对直驱式风电机组主轴双支承圆锥滚子轴承组合，建立了一种轴承疲劳寿命理论计算方法。首先，在笛卡尔坐标系中对轴承滚道进行数学描述；其次，运用坐标变换原理建立滚子-滚道接触变形与套圈位移之间的数学关系，借助于变形协调条件和受力平衡条件解决滚子载荷分布的静不定求解问题，通过对模型的数值求解得到轴承内部每个滚子的载荷；然后，运用有限长线接触理论建立修形滚子与套圈滚道之间的弹性接触模型，计算得到滚子与滚道之间的接触应力分布和滚道边缘应力修正函数；最后，通过边缘应力修正函数修正当量滚子切片载荷，进而准确计算轴承疲劳寿命。实例分析结果表明：滚子素线修形量对滚子与滚道之间的接触应力分布和轴承疲劳寿命有显著影响，轴承疲劳寿命随滚子凸度系数增大先急剧上升，达到最大值后缓慢下降。     

轴向游隙对圆锥滚子轴承应力分布的影响

针对轴向游隙对圆锥滚子轴承接触应力及其应力区域的变化情况的影响,基于ABAQUS建立了圆锥滚子轴承的有限元模型,计算了圆锥滚子轴承在径向载荷作用下最大受力滚子滚道母线上的应力分布值,并与基于Hertz理论的切片法做出对比,两者的计算结果具有较好的一致性.在整体分析的基础之上,调整圆锥滚子轴承的正负轴向游隙,分析了在轴向游隙变化的情况下圆锥滚子轴承最大应力和接触区域的变化,结果显示圆锥滚子轴承的最大接触应力会在较小的负游隙的情况下出现最小值,从而为下一步研究圆锥滚子轴承的疲劳寿命和结构优化提供依据.     

高速薄壁圆柱滚子轴承拟静力学分析

考虑了薄壁套圈的结构变形,建立了高速薄壁圆柱滚子轴承拟静力学分析数学模型,采用BFGS数值计算方法,给出了其在不同工况下的滚子载荷分布情况和轴承疲劳寿命,并对套圈壁厚与轴承性能的关系进行了分析。结果表明:套圈柔性特性影响滚子的载荷分布,柔性套圈滚子受载区域比刚性套圈滚子受载区域要大,且柔性套圈的滚子最大接触载荷比刚性套圈的小,在一定工况下,柔性套圈有利于轴承疲劳寿命的提高。     

双螺杆压缩机圆锥滚子轴承的受力分析

针对面对面安装的圆锥滚子轴承进行受力分析,分别计算轴承预紧力、预紧前后的轴承载荷。通过分析,有效地解决了轴承预紧力的计算问题,为后续进行轴承寿命计算提供理论依据,可有效提高螺杆压缩机的可靠性。同时,根据载荷分布特点,对圆锥滚子轴承的选型给出合理化建议。     

圆锥滚子轴承动态特性分析

应用Pro/E与ADAMS软件对圆锥滚子轴承进行联合仿真分析,利用接触碰撞理论模拟轴承实际工作状态,得到滚子与套圈以及滚子与保持架的接触载荷变化情况,获得了圆锥滚子轴承的动态特性,提高了计算效率,并为圆锥滚子轴承的动态设计提供理论依据。     

圆锥滚子轴承的性能测试分析研究

以GZ-50A双控滚动轴承性能测试分析试验台为平台,以通用圆锥滚子轴承为研究对象,对圆锥滚子轴承进行了性能测试分析实验研究开发。研究了圆锥滚子轴承径向载荷分布变化特点及轴向载荷对滚动轴承径向载荷分布的影响,通过圆锥轴承元件上载荷波动特性曲线分析了特定工况下圆锥轴承缺陷的潜在原因,提出相应的改进措施并分析圆锥滚动轴承组的综合性能和最佳受力状况。     

基于Romax的圆锥滚子轴承预紧量对寿命影响的计算与分析

为计算某汽车主减速器用圆锥滚子轴承预紧量对轴承寿命的影响,在Romax软件中建立了该汽车主减速器三维简化模型,利用该软件计算出了各档工况下带有一定轴向定位预紧和无预紧的小齿轮轴轴承的载荷分布及载荷谱条件下轴承寿命随预紧量的变化趋势。结果表明,一定的预紧量对轴承寿命的影响因工况而异;Romax软件可以方便地进行预紧轴承的寿命计算与分析。     

变曲率圆弧球面滚子轴承力学性能分析

根据球面滚子轴承承载过程中存在的问题,提出了两种改变接触应力分布的方法:第一,在不同的载荷下改变滚子-滚道的密合度大小,使得在任一种载荷下接触区域长度都等于滚子有效长度,并给出密合度变化随载荷变化的曲线;第二,利用变曲率圆弧法对球面滚子轴承进行修形。基于Bouss-inesque弹性接触理论,编制计算机程序并计算球面滚子轴承的接触应力,在赫兹理论范围内对程序结果进行了验证,与赫兹解的对比表明,程序计算结果很精确。在此基础上对两种方法设计的轴承进行了应力计算,结果表明,经过程序计算修形后的滚子最大接触应力显著减小,相应的轴承寿命也得到大幅度提高。     

圆锥滚子轴承滚子凸度的优化设计

圆锥滚子轴承的承载能力较大,广泛应用于重载的冶金、矿山等设备。圆锥滚子轴承中滚子的不同凸型及凸度量设计对滚子及套圈的应力分布以及弹性变形都有十分显著的影响,直接关系到滚动轴承的承载能力和疲劳寿命。文中利用有限元法(FEM),通过对圆锥滚子轴承不同凸型及凸度量的滚子设计时滚子母线与滚道接触区域的应力分布状况进行对比分析,得到了圆锥滚子的凸度设计最优方案,找出了轴承早期损坏的原因,优化结果表明,轴承的实际使用寿命提高了约93%,分析结果对提高该型轴承的寿命具有重要技术意义,也为圆锥滚子轴承设计提供一个新的方法。     

基于ISIGHT的双列圆锥滚子轴承优化设计

在考虑轴承受到径向载荷、轴向载荷和弯矩载荷的复杂受载情况下,建立了双列圆锥滚子轴承的优化设计模型,以轴承整体寿命为优化目标,以每列轴承滚子个数、圆锥滚子平均直径、圆锥滚子有效接触长度和轴承的节圆直径为设计变量,基于ISIGHT设计优化软件对设计模型进行了试验设计(DOE)分析,利用多岛遗传算法对优化设计模型进行了求解。将该模型应用于3MW风电主轴承,得到了试验设计分析下四个设计变量对轴承整体寿命影响的Pareto图和主效应图,参数优化后的风电主轴承整体寿命提高了83.8%。     

圆锥滚子轴承径向刚度的计算方法研究

指出了目前滚动轴承刚度计算方法存在的问题,对圆锥滚子轴承载荷分布进行了分析;通过Hertz理论得出了沿圆锥滚子母线方向的弹性变形量表达式;根据Dowson-Higginson油膜厚度公式得出了沿圆锥滚子母线的油膜厚度表达式;推导出考虑油膜厚度时计算圆锥滚子轴承径向刚度的数学公式.实际算例结果表明:当径向载荷不高的情况下.油膜的存在对轴承刚度影响较大,实际计算中不应忽略;随着径向载荷的增大,油膜对轴承刚度的影响逐渐减弱.     

空心圆锥滚子轴承接触特性分析

圆锥滚子轴承对于重载旋转机械的静动态性能有着重要的影响,空心滚子轴承正在逐渐被用于重要的工程实际中。基于Hertz接触理论和有限元方法,运用ANSYS分别建立了实心和空心圆锥滚子轴承的单滚子-套圈等效三维仿真模型,对比分析不同空心率和载荷等参数对实心和空心圆锥滚子轴承的弹性变形和接触应力等的影响规律,运用理论计算值验证了圆锥滚子轴承的接触应力值。分析结果为圆锥滚子轴承的优化设计和工程应用提供了参考依据。     

滚动轴承接触力理论计算与检测方法研究

阐述了滚动体接触区载荷分布与应力变化趋势对轴承寿命及可靠性影响的重要性,分析了滚动轴承接触力计算与试验研究进展。为了给轴承滚子优化设计提供依据,设计了一种以数字散斑相关方法(DSCM)为依据的测量系统,包括滚子定位装置、加载装置和数据采集、处理系统。对某滚子试样进行接触力检测,得到了不同载荷条件下滚子应变分布,为轴承接触力分布检测提供了新方法。     

利用轴承边界元法分析轴向力对四列圆锥轴承载荷的影响

在三维有摩擦弹性接触边界元法的基础上,采用Hertz接触理论对滚动体与轴承内、外圈的接触宽度进行修正,编制了轴承边界元法专用Fortran源程序。对轧机四列圆锥滚子轴承系统施加不同轴向力大小与方向时,轴承径向和轴向载荷的分布进行了数值模拟,得到轴向力对四列圆锥滚子轴承载荷分布的影响规律。     

大兆瓦风电主轴双列圆锥滚子轴承的承载接触机理

在风力发电机组弹性接触承载数值分析平台的基础上,建立了风电主轴双列圆锥滚子轴承的全尺寸接触模型,并用于研究给定工况下的3MW风电主轴轴承承载接触机理.在径向载荷条件下,比较了风电轴承接触载荷有限元结果与赫兹理论计算结果,从而验证了数值模型分析的合理性;在此模型的基础上,研究了倾覆力矩对风电轴承接触载荷分布的影响规律以及极限工况下的轴承接触载荷与变形分布;最后,分析了轴承轴向游隙变化对轴承承载接触载荷的影响.通过研究发现,给定工况条件下,轴向游隙负向增大时,最大接触载荷变大,轴向游隙正向增大时,受载的滚子变少,轴承最大接触载荷不断增大.风电主轴双列圆锥滚子轴承承载接触机理研究可为大兆瓦风电轴承柔性设计技术提供理论依据.     

基于非线性弹簧的三排圆柱滚子组合转盘轴承静态承载能力模型

三排圆柱滚子组合转盘轴承数百对圆柱滚子/滚道非线性接触,其有限元模型复杂、计算量大,甚至不收敛。文中用非线性弹簧模拟圆柱滚子/滚道接触。首先用有限元的数值法获取单个圆柱滚子/滚道接触的载荷-变形曲线,即非线性弹簧特性曲线,并通过试验验证;然后基于非线性弹簧建立了三排圆柱滚子组合转盘轴承整体计算模型,分析了转盘轴承在外力作用下的内部接触载荷分布和整体变形情况,将最大接触载荷与理论计算结果进行对比。结果表明:用非线性弹簧代替圆柱滚子/滚道接触的有限元仿真模型能够准确地反映出转盘轴承的内部接触载荷分布以及整体变形情况,计算量大大减少,有效提高三排圆柱滚子组合转盘轴承设计、计算效率,具有重要的工程应用价值。