基于有限元法的高速混合陶瓷球軸承保持架振動分析.pdf

1、本文針對混合陶瓷球軸承不同于傳統(tǒng)鋼制軸承的材料特性，在高速運(yùn)轉(zhuǎn)工況下保持架的振動進(jìn)行了介紹，并從靜力學(xué)、擬動力學(xué)、動力學(xué)以及仿真和實(shí)驗(yàn)分析等方面對當(dāng)前的研究現(xiàn)狀進(jìn)行描述。針對本文所選用的深溝球軸承6312，參考Meeks等理論專著，編寫了相應(yīng)的動力學(xué)方程，同時(shí)在本課題組已有對混合陶瓷球軸承有限元仿真分析數(shù)年的研究基礎(chǔ)上，對所選軸承進(jìn)行了有限元建模和動態(tài)仿真，主要研究了不同幾何參數(shù)、徑向載荷、徑向游隙、轉(zhuǎn)速下對保持架振動的影響。
　

2、　 本文首先建立了混合陶瓷球軸承6312的有限元分析模型，由于動態(tài)仿真對系統(tǒng)資源的大需求量和計(jì)算時(shí)間的要求，合理的簡化至關(guān)重要，通過對模型的剛?cè)釀澐趾蛯W(wǎng)格的調(diào)整，盡可能的減少計(jì)算成本，并達(dá)到所需計(jì)算精度；其次對軸承本身進(jìn)行了受力分析，并以此為基礎(chǔ)建立了簡化的動力學(xué)方程，以經(jīng)典赫茲接觸理論的計(jì)算結(jié)果與有限元模型第一步靜態(tài)接觸所得結(jié)果進(jìn)行對比，首先驗(yàn)證了該仿真模型的靜態(tài)接觸準(zhǔn)確性；其次以動力學(xué)方程計(jì)算所得保持架轉(zhuǎn)速和碰撞力對有限元模型的

3、動態(tài)仿真進(jìn)行對比，驗(yàn)證了該模型動態(tài)仿真的正確性，為后續(xù)仿真分析試驗(yàn)打下基礎(chǔ)。
　　 在驗(yàn)證了有限元模型的正確性后，本文主要探討了游隙比(徑向游隙和兜孔間隙)對保持架高速運(yùn)轉(zhuǎn)工況下振動和穩(wěn)定性的影響，結(jié)果顯示，小于等于一的游隙比有利于保持架高速運(yùn)轉(zhuǎn)工況下的穩(wěn)定性，其中，引導(dǎo)間隙對保持架的影響無論在穩(wěn)定性還是在振動分貝值方面均占主導(dǎo)地位，且存在一個(gè)最佳的取值范圍；同時(shí)分析了徑向游隙、徑向載荷、轉(zhuǎn)速等幾何和工況條件對保持架高速運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定