大型推力關(guān)節(jié)軸承結(jié)構(gòu)有限元分析及試驗研究.pdf

1、大型關(guān)節(jié)推力軸承是一種球面滑動軸承,由一個外座圈和一個球體(內(nèi)圈)組成.它不但用于機械工程、飛機、冶金軋鋼設(shè)備、衛(wèi)星地面接收設(shè)備、火箭發(fā)射架及其他軍事工程,而且也用于多用途拖船、耙吸式挖泥船、噴水推進水翼船、獵潛艇、掃雷艇、巡邏艇等民用各類船舶和軍用艦只.大型關(guān)節(jié)推力軸承工作時,在軸向和徑向力同時作用下,軸承外座圈與球體間的接觸球面承受很高的壓力,產(chǎn)生非軸對稱的壓力和變形,使軸與軸承的正常配合受到影響,容易產(chǎn)生不均勻磨損或卡咬現(xiàn)象,最終

2、導致操縱失靈,嚴重影響噴水推進水翼船的操舵系統(tǒng)、飛機起落架系統(tǒng)、火車機車的剎車系統(tǒng)等設(shè)備的安全性與可靠性,產(chǎn)生災難性的后果.因此,進一步開展關(guān)節(jié)軸承材料、結(jié)構(gòu)、受力、變形等方面的研究,制定合理、有效的試驗方法,這對于大型推力關(guān)節(jié)軸承的結(jié)構(gòu)改進、更新?lián)Q代,提高其安全性、可靠性將具有重要意義.本論文以大型關(guān)節(jié)軸承為研究對象,應用ANSYS有限元法對軸承受力及變形狀況進行分析研究,建立軸承軸向、徑向以及軸徑向復合受力時的數(shù)學模型和力學模型,進

3、而研究關(guān)節(jié)軸承內(nèi)外座圈接觸表面壓力分布規(guī)律、載荷與變形之間的關(guān)系以及軸承偏心距對軸承承載能力的影響;同時參考美國軍用規(guī)范使用的關(guān)節(jié)軸承靜載試驗裝置及測量方法,分別進行軸向與徑向加載試驗,以檢驗數(shù)值計算精度.通過研究發(fā)現(xiàn),有限元計算所獲得的軸承軸向和徑向變形趨勢與軸承實物試驗一致,相關(guān)數(shù)據(jù)比較吻合,說明ANSYS有限元法不失作為軸承結(jié)構(gòu)分析的一個重要手段,有利于減少實物試驗環(huán)節(jié),節(jié)省試驗經(jīng)費,提高研制效率.研究結(jié)果表明,在軸向加載模型中,