高空升高车滚动轴承载荷分布的影响 http://www.guangzhoudiaolanchechuzu.com/
新闻分类:行业资讯 作者:admin 发布于:2017-05-304 文字:【
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高空升高车滚动轴承载荷分布的影响, 广州花都高空升高车出租, 广州花都高空升高车价格 滚动轴承的疲劳寿命在很大程度上取决于最大滚动体载荷。显著增大,疲劳寿命就会明显减少。因此,任何影响的因素,同样也会影响轴承的疲劳寿命。为了延长疲劳寿命,滚动轴承滚道上每单位长度的接触载荷应该一致。網滑剂的清洁度、轴承运转速度、角偏差、游隙、壳体和转轴刚度、载荷类型和热梯度等都会影响滚动轴承的载荷分布。为了避免由于安装误差或者重载导致严重的高边缘应力,可为滚道外形设计适当的凸度来获得更长的疲劳寿命。用超过300个锥形滚子轴承在六种加载条件下进行了疲劳寿命实验研究来证明凸度的有效性。有控制凸度的轴承疲劳寿命要比有单圆弧凸度的轴承长2至8倍。
计算滚动轴承额定寿命方法的前提为:所分析的轴承涧滑良好且运转正常。即使是滚动轴承运转良好,由于表面存在变形,接触区内仍然存在滑动和微观滑移。171LP方法在一定程度上是实验数据为基础的,在疲劳寿命公式中己经考虑了这种滑动。但是滚动轴承运转正常不会出现打滑现象,因而LP方程对此未作考虑。打滑将会导致球公转速度降低,并因此而减小钢球的离也力和陀螺力矩。但球与沟道接触处的滑对疲劳耐久性产生很大的不良影响。它可能完全抵消由于惯性载荷减小所产生的有盜影响,取决于隔离球和沟道的润滑膜厚度。接触面上出现滑动时,表面除了存在法向应力外,还会产生切应力分量,因此产生较商的次表面应力,而次表面应力水平增大,势必降低疲劳寿命。
基于假设滚动接触的疲劳失效起源于接触区域下正交切应力最大的深度处。然而随着轴承制造工艺的发展,起源于表面的疲劳失效模式较表面下疲劳失效模式出现的更为频繁。人们认识到裂纹萌生有H种机制;起源于表面的裂纹萌生、起源于近表面的裂纹萌生和材料基体中的裂纹萌生滚动轴承运转过程中,滚动体不仅绕自身轴线旋转,还会绕轴承轴线公转,受到内、外圈和保持架来自多个方向的力。作用在滚动体上的载荷是不连续的,其受力状态不仅受到载荷性质和轴承形状的影响,还受到运动特性的影响。然而目前对滚动轴承疲劳剥落的■研究没有考虑轴承运动学特性的影响,这方面的工作还有待开展。’随着高速铁路和航空工业的发展,对于高可靠度轴承的要求越来越多,同时轴承应用环境温度变化较大,有必要深入研究可靠度的影响及其与温度的賴合作用。滚动轴承的合金材料仍在发展之中,有必要探索零件的表面完整性与表面疲劳点蚀么间的关系,在微观尺度上揭示零件表面完整性和涧滑效应对疲劳点蚀的影响。另一方面,结合载荷特性及材料的动态响应来研究剥落失效,分析轴承材料对外界载荷的动态响应,研究疲劳性能与材料性能之间的帮合关系,获取材料动态响应与表层疲劳剥落的关系。对于其它影响轴承疲劳寿命的因素,例如润滑剂和添加剂、表面粗精度、环向应力和界面滑动等,也需要综合地研究,如建立数据库和研发软件包,实现润滑剂和轴承材料的自动分析与选择,也是未来发展方向之一. 对影响轴承滚动接触疲劳的因素进行分析,有助于更好地理解轴承疲劳失效的机制。-方面可尽量避免降低轴承寿命的因素,提高轴承的疲劳寿命;另一方面,认识到这些因素对滚动轴承疲劳寿命的影响,可为疲劳寿命理论的发展提供一定的指导,期提高轴承疲劳寿命预测的准滴性。
在滚动轴承设计与应用分析中,工程师们常常要回答诸如轴承的承载能力、预期寿命、变形与刚度、振动与噪声、润滑状态、摩擦与温升等问题,而这些问题又都与轴承的受力状态密切相关,因此轴承受力分析就构成了滚动轴承工程学的基础。滚动轴承动力学模型的发展共经历了几个阶段:静力学、拟动力学和动力学阶段。早期仅根据理想的运动状态和简单的运动关系建立静力学分析模型,很难准确预测和描述轴承运动状态。拟动力学分析模型相对完善,可有效预测滚动体转速、轴承疲劳寿命、轴承变形和刚度等运动参数,可基本满足工程需要,但不能分析轴承瞬态不稳定现象,也不能完整描述轴承动态性能。动力学分析模型不仅可有效分析轴承的载荷和转速随时间变化时的工作状态及滚动体和保持架的稳定性等,而且可更真实准确地描述轴承的动态和稳态运动。滚动轴承中的接触问题可为两类,一类是单个滚动体与滚道的接触问题,另一类是轴承整体的接触问题,即确定有多少个滚动体发生了接触及接触载荷的整体平衡问题。对前一个问题,早在19世纪80年代初期,完成了点接触与线接触问题的理论解,它们分别构成了球轴承和滚子轴承分析的基础。实际上,滚子轴承中,不论是圆锥滚子还是圆柱滚子,它们的接触模型都不完全符合Hertz线接触理论,因此滚子轴承分析的理论基础在很长一段时间内是不完备的。直到20世纪70年代以后,才提出了一些行之有效的数值计算方法,比较好地解决了有限长柱体与滚道接触的问题。对于后者,需要运用Hertz理论对轴承中的每个滚动体依次进行计算,然后进行综合,建立起一组非线性方程组。
在1959年最早分析了轴承拟动力学问题,用Coulomb摩擦定律研究了轴向载荷作用下的角接触轴承,分析了接触界面滑移、球的运动与滑动摩擦,奠定了球轴承的动力学基础。1971年,考虑润滑膜的影响发展了拟动力学法,并对拟动力学方法进行了完善和总结。但拟动力学方法不能分析轴承性能及其中影响参数随时间的变化。1971年建立了钢球4自由度和保持架6自由度运动模型,首次提出球轴承的动力学分析方法。1972年究了滚子轴承的滑移、膜厚与保持架上的力,分析中考虑了每个滚子润滑状态的不同,得到了保持架上滑移与载荷的变化规律。其理论模型不能分析滚子歪斜对轴承动力学性能的影响。1978等分析了弹流润滑区的角接触球轴承的保持架运动,假设球在轴承平面内运动,并采用了Coulomb线性摩擦定律,讨论了乏油引起的摩擦力矩波动,认为保持架间摩擦、润淆剂粘度与球/套圈间润滑是决定保持架运动稳定性的重要因素。1984年GuptaP.K系统地分析了滚动轴承运转过程中的整个动力学过程,建立了6自由度球运动模型,并初次研究了轴承动力学时变性能。1996年GuptaP.K模型进行简化,建立了6自由度保持架动力学模型,实现保持架的优化设计和改善动力学温度性能。随着计算机技术和数值计算方法的发展,除了基于经验公式或者解析算法求解轴承弹性接触问题,还可利用仿真技术对轴承的接触问题进行求解。滚动轴承弹性接触问题的主要研究内容有;滚动轴承零部件的结构和几何关系、接触应力应变关系、载荷分布特性、动力学关系、疲劳寿命等。国内外的研究人员开发了大量的分析软件来分析滚动轴承的动力学,由于受到计算能力的限制,同时为了缩短计算周期,对轴承模型做了一定的简化,不可避免地会存在误差,仍有待进一步的完善。
本文的目的是对轴承进内圈、外圈和滚动体的运动状态计算和接触应力分析,建立轴承钢球和内外圈滚道之间的动态接触模型,分析不同运动状态下,轴承内圈、外圈和滚动体接触点的载荷序列和疲劳寿命。考虑轴承的结构周期性和受载周期性,对滚动轴承进行分析数值求解,在对轴承进行运动学分析的基础上,将周期性的结构转换为时间序列来研究。分别得到滚动轴承各零件的载荷序列,并为轴承的寿命预测提供指导。具体完成以下内容:(1)深沟球轴承为研究对象,提出了考虑钢球公转运动的载荷分布计算公式,并与文献计算值进行了对比。考虑游隙和离如力的影响,编写程序计算了轴承的载荷分布。取轴承内滚道、外滚道和钢球接触轨道上一点,分析轴承运动过程中该点的接触应力变化,得到轴承的载荷序列。(2)基于LP疲劳寿命理论计算承寿命,针对内外圈不同运动状态下轴承接触点应力循环次数的差异,对寿命模型进斤了修正。基于修正的模型计算了4种不同的运动工.况下轴承的寿命,来探讨内外圈运动状态对疲劳寿命的影响。(3)圆柱滚子轴承为研究对象,对载荷分布进行了求解。内外滚道与滚子接触线上的中屯、点为研究对象,计算了滚子和内外滚道的载荷序列。根据上述载荷分布值,并考虑内外圈运动状态对应力循环次数的影响,计算了内滚道、外滚道、滚子和轴承整体的疲劳寿命,并考虑不同游隙值和离私力的影响。
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