回轉支承承載性能分析與優(yōu)化.pdf

1、回轉支承是工程機械的關鍵部件之一,可以看做一種特殊的大型軸承,依靠滾動體與內、外圈的滾動接觸來支撐轉動部件并傳遞力和運動,因此,接觸問題是研究回轉支承的基礎,直接影響著回轉支承的承載能力和使用壽命。接觸問題是一種高度非線性問題,本文通過理論計算、有限元分析和試驗等方法對單排四點接觸球式回轉支承的接觸問題進行了研究,其具體內容和結果如下:
　　(1)赫茲接觸理論是解決回轉支承滾球與滾道接觸問題的經(jīng)典方法,本文在赫茲接觸理論的基礎上,

2、借助接觸力學相關理論對接觸區(qū)的變形和應力情況做了更加深入的求解,得到了滾圈在接觸載荷作用下的最大應力值及其位置。
　　(2)利用非線性處理能力突出的ABAQUS有限元軟件對接觸情況進行了求解,并與理論計算做了對比,對較小的誤差給出了解釋。同時利用ABAQUS得到了此類回轉支承在傾覆力矩作用下的載荷分布情況,與理論計算結果誤差較大,指出了由于接觸角的變化,有限元結果更加合理,從而判斷理論計算過于保守。
　　(3)對單排四點接觸

3、球式回轉支承滾道形狀與承載能力的關系進行了研究,在橢圓滾道并不能提高回轉支承承載能力的結論基礎上對其進行了優(yōu)化。ABAQUS分析結果顯示,優(yōu)化后的滾道可以將滾球與滾道接觸處最大應力降低9％,Fe-safe疲勞壽命分析也顯示滾道壽命會有20%的提高。
　　(4)對回轉支承滾圈材料50Mn在感應淬火+回火后高硬度狀態(tài)下進行了金相試驗、硬度隨深度分布測定試驗;對回轉支承滾圈材料42CrMo在感應淬火+回火后高硬度狀態(tài)下,進行了鋼球與平板