高速精密紡織機(jī)械專用軸承的研究.pdf

1、隨著紡紗機(jī)械不斷向輕型化、多功能和高速化以及高可靠性方向發(fā)展，對(duì)其配套軸承的結(jié)構(gòu)、性能與可靠性都提出了更高的要求。由于精密角接觸球軸承具有高速、高剛度和長(zhǎng)壽命等特點(diǎn)，在高速精密紡織機(jī)械中得以成功應(yīng)用，但由于這類軸承的設(shè)計(jì)、制造的技術(shù)難度大，目前主要依賴進(jìn)口。為此，本文以高速精密角接觸球軸承為研究對(duì)象，結(jié)合企業(yè)的實(shí)際需求，展開(kāi)其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化、工藝分析與改進(jìn)以及試驗(yàn)等研究工作，為實(shí)現(xiàn)其國(guó)產(chǎn)化提供技術(shù)支持。
　　1)首先介紹了本論文的

2、研究的主要內(nèi)容及選擇的背景，國(guó)內(nèi)高速精密紡織機(jī)械專用軸承的研究和開(kāi)發(fā)起步較晚，在軸承的設(shè)計(jì)技術(shù)、加工工藝、密封結(jié)構(gòu)、潤(rùn)滑性能以及專用檢測(cè)技術(shù)和試驗(yàn)技術(shù)等方面還在探索階段，目前只是停留在經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)和類比設(shè)計(jì)階段，研制開(kāi)發(fā)過(guò)程中的關(guān)鍵技術(shù)缺乏必要的理論支撐和試驗(yàn)依據(jù)。而隨著我國(guó)工業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，對(duì)零部件的要求也越來(lái)越高，同時(shí)也應(yīng)享有自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，開(kāi)發(fā)和制造高可靠性、高精度的紡織機(jī)械專用軸承。
　　2)通過(guò)對(duì)高速精密紡織機(jī)械專用軸承內(nèi)部

3、結(jié)構(gòu)及性能特點(diǎn)進(jìn)行分析，闡述了軸承優(yōu)化設(shè)計(jì)的一般步驟，并重點(diǎn)分析了軸承內(nèi)部保持架的運(yùn)動(dòng)及對(duì)軸承性能的影響。并在現(xiàn)有的軸承設(shè)計(jì)中通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)軸承保持架來(lái)進(jìn)一步提高軸承性能，滿足客戶的使用需求。通過(guò)在原有軸承設(shè)計(jì)上，優(yōu)化軸承內(nèi)部保持架的結(jié)構(gòu)，根據(jù)軸承內(nèi)部保持架的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)增加保持架的引導(dǎo)槽、引導(dǎo)角來(lái)降低軸承內(nèi)部的摩擦力矩。從而進(jìn)一步提高軸承壽命。
　　3)分析高速精密紡織機(jī)械專用軸承的靜動(dòng)態(tài)分析，采用有限元的分析方法，利用計(jì)算機(jī)軟件計(jì)算

4、軸承內(nèi)部承載情況，通過(guò)模擬分析各個(gè)不同加載情況來(lái)比較軸承內(nèi)部不同受力情況，為進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)提供理論數(shù)據(jù)支持，在給定不同載荷、轉(zhuǎn)速及溫升等條件下（5種邊界條件），對(duì)軸承的靜動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行分析，并得出不同條件下軸承內(nèi)部承載情況，其中熱載荷對(duì)軸承的影響較大，所以在設(shè)計(jì)中應(yīng)重點(diǎn)考慮怎樣充分的潤(rùn)滑，改進(jìn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)降低軸承內(nèi)部的摩擦，使軸承旋轉(zhuǎn)中能充分降低軸承溫升，并驗(yàn)證本文提出的保持架優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
　　4)重點(diǎn)分析高速精密紡織機(jī)械專用軸承制造

5、加工過(guò)程中的工藝，高速精密紡織機(jī)械專用軸承不但要有好的設(shè)計(jì)方法，好的設(shè)計(jì)理念，更重要的是要能夠?qū)嵤?，能夠加工出?lái)滿足設(shè)計(jì)要求的產(chǎn)品，因此對(duì)熱處理的工藝控制、硬車削工藝、超精工藝、表面強(qiáng)化處理工藝的重點(diǎn)分析，并為滿足產(chǎn)品的質(zhì)量要求，進(jìn)行工藝上的改進(jìn)及工藝參數(shù)的優(yōu)化。首先熱處理并采用真空淬火、增加冷處理的工藝，減低殘余奧氏體含量、消除軸承內(nèi)部殘余應(yīng)力，提高軸承使用壽命;其次在硬車削工序進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)DOE的參數(shù)選擇，來(lái)選取最優(yōu)參數(shù)組合，合理的

6、設(shè)計(jì)工藝留量，來(lái)保證軸承外徑環(huán)槽尺寸精度，使軸承運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中更穩(wěn)定;之后對(duì)超精工藝分析及改進(jìn)，為提高軸承的使用壽命，通過(guò)超精工裝的改進(jìn)減小溝道的溝型誤差，使其溝型誤差減少50％，保證批次的一致性，這對(duì)保證整批軸承的壽命的一致性大有好處;同時(shí)通過(guò)溝道表面硬化處理，使溝道表面得到壓應(yīng)力來(lái)提高使用壽命;合理的配置了工藝參數(shù)，針對(duì)存在的問(wèn)題進(jìn)行改進(jìn)，從加工工藝方面提高軸承的使用壽命。
　　5)對(duì)高速精密紡織機(jī)械專用軸承進(jìn)行性能試驗(yàn)，來(lái)驗(yàn)證設(shè)

7、計(jì)及制造的軸承是否滿足客戶的需求，同時(shí)也給進(jìn)一步優(yōu)化提供數(shù)據(jù)，使之不斷提升。通過(guò)對(duì)8組樣品的一年多時(shí)間持續(xù)監(jiān)控來(lái)確定軸承的使用壽命，BN35-8V/P2級(jí)軸承的速度參數(shù)dm*n值已達(dá)到48*25000=1.2X106mm*r/min，溫升最高15℃.最小壽命8592h，完全滿足客戶的7200h要求，達(dá)到了預(yù)期的目的。說(shuō)明此產(chǎn)品是成功的，從結(jié)構(gòu)改進(jìn)，制造加工技術(shù)都是比較先進(jìn)的。
　　6)總結(jié)全文并對(duì)高速精密紡織機(jī)械專用軸承的發(fā)展提出

8、了期望，同時(shí)也指出了目前國(guó)內(nèi)在高速精密紡機(jī)專用軸承的產(chǎn)品發(fā)展現(xiàn)狀。
　　在高速精密角接觸球軸承的設(shè)計(jì)中，采用擬靜力學(xué)設(shè)計(jì)理論，同時(shí)引入“外圈溝道控制假說(shuō)”，建立函數(shù)和數(shù)學(xué)模型，對(duì)軸承主要參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，提出了高速精密紡機(jī)角接觸球軸承的設(shè)計(jì)方法;同時(shí)還通過(guò)試驗(yàn)、試制得出了一整套完備的加工工藝，使得在目前工藝裝備情況下達(dá)到設(shè)計(jì)要求。試驗(yàn)表明，研制的BN35-8V/P2軸承的主要性能指標(biāo)達(dá)到了甚至超過(guò)了國(guó)際著名的軸承公司的同類產(chǎn)品的先