高溫回轉支承動態(tài)性能分析與優(yōu)化.pdf

1、單排四點接觸球式回轉支承主要由內、外圈和滾動體等組成，從結構上看相對簡單，但其實際工作狀態(tài)下的受力和運動情況極其復雜。因此研究回轉支承不能只考慮靜態(tài)載荷下的承載問題，還需要研究其實際工作狀態(tài)下的受力和運動情況。本文以QWA1312.45型單排四點接觸球式回轉支承為研究對象，基于SolidWorks和ABAQUS軟件建立回轉支承有限元模型，并運用ABAQUS/Explicit顯式動力學分析模塊對其實際運轉過程進行仿真與計算分析，研究了軸向

2、載荷、溫度和轉速共同作用下回轉支承轉動過程中位移、速度、加速度的變化規(guī)律以及接觸應力的分布與變化情況。主要研究內容有以下幾個方面:
　　1.介紹了回轉支承的結構特點及常見分類，并通過單排四點接觸球式回轉支承為研究對象簡單地分析其工作原理。同時根據(jù)赫茲接觸理論，推導出不同載荷作用下回轉支承的應力及變形公式。最后根據(jù)以上推導出的公式，對本文研究對象QWA1312.45型四點接觸單排球式回轉支承進行接觸應力計算，為后續(xù)的有限元分析提供參

3、考。
　　2.用SolidWorks建立QWA1312.45型單排四點接觸球式回轉支承1/84實體模型，通過在ABAQUS軟件中進行相關前處理設置，分析計算了該回轉支承在常溫下的接觸應力。同時又分別對該回轉支承在150℃、300℃環(huán)境下進行有限元分析，結果表明隨著工作環(huán)境溫度的升高，回轉支承受到的接觸應力大幅地增加，主要是溫度升高引起的熱應力造成。最后綜合考慮了回轉支承接觸角α、滾道半徑R及滾球半徑r比值、滾球半徑r、淬硬層深度和

4、滾道硬度等因素的影響，利用正交試驗分析得出其承載能力最優(yōu)的參數(shù)組合。
　　3.基于SolidWorks和ABAQUS軟件建立回轉支承有限元模型，并采用ABAQUS/Explicit顯式動力學分析模塊對回轉支承的實際運轉過程進行仿真與計算分析，得出其轉動過程中位移、速度、加速度的變化規(guī)律以及接觸應力的分布與變化情況。由分析結果可以看出每次轉動最大接觸應力都出現(xiàn)在內、外滾圈與滾動體的接觸區(qū)域，且接觸的位置呈橢圓形狀。由于回轉支承動態(tài)仿

5、真的模型沒有考慮實際中的潤滑作用，加上仿真分析時間較短，在初始速度和載荷沖擊下還沒有達到完全穩(wěn)定狀態(tài)，使得仿真分析中動態(tài)響應的幅值波動較大。同時滾動體隨著回轉支承外圈運轉同時作公轉與自轉運動，交替地與內、外滾圈接觸，且接觸的頻率與外圈轉動的速度大小呈正相關關系。這些結果比較符合回轉支承的實際運轉情況，可以為回轉支承的進一步研究提供理論依據(jù)。
　　4.通過對本文第三章優(yōu)化后的回轉支承進行了驗證分析，發(fā)現(xiàn)回轉支承滾道的接觸應力有明顯下