深溝球軸承發(fā)熱瞬態(tài)有限元仿真研究.pdf

1、軸承作為機(jī)械中的重要零部件，具有結(jié)構(gòu)簡單、摩擦系數(shù)小、啟動(dòng)快、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)。它的主要功能是使回轉(zhuǎn)體在較小的摩擦系數(shù)下運(yùn)轉(zhuǎn)并保證它的回轉(zhuǎn)精度。高速重載軸承具有高轉(zhuǎn)速、高溫、重載等特點(diǎn)，由此軸承的工作狀態(tài)環(huán)境十分惡劣，這就導(dǎo)致了軸承急劇溫升，嚴(yán)重的溫升現(xiàn)象會(huì)引起軸承接觸面表面材料的回火軟化，軸承灼傷，導(dǎo)致軸承發(fā)生疲勞失效，甚至?xí)斐奢S承提前報(bào)廢。同時(shí)軸承溫度的升高會(huì)導(dǎo)致周圍潤滑劑的粘度下降，軸承的承載能力會(huì)進(jìn)一步削弱。因此對(duì)于軸承溫度場(chǎng)的

2、研究就具有了相當(dāng)重要的意義，本文從兩個(gè)方面對(duì)軸承的溫升進(jìn)行研究，一方面從宏觀上對(duì)于軸承整體發(fā)熱功率的研究，另一方面著重對(duì)于軸承重載區(qū)的發(fā)熱量研究。本文基于熱固耦合方法，通過探索，建立了軸承摩擦生熱的熱-固雙向耦合有限元模型，該模型的優(yōu)勢(shì)在于能夠模擬軸承工作過程中重載區(qū)產(chǎn)熱情況，能夠動(dòng)態(tài)地觀察軸承在實(shí)際工作中溫度隨時(shí)間變化情況以及對(duì)于軸承溫度場(chǎng)進(jìn)行定量的分析。
　　本研究主要內(nèi)容包括：①通過近似摩擦力矩、Palmgren摩擦力矩、H

3、arris摩擦力矩以及SKF摩擦力矩四種計(jì)算模型研究了軸承發(fā)熱功率，對(duì)比了四種計(jì)算模型的異同點(diǎn)。單獨(dú)研究了軸承由載荷引起的載荷摩擦力矩，并且探討了軸承的平均熱流密度，計(jì)算了軸承理論平均熱流密度。為后續(xù)進(jìn)行軸承溫度場(chǎng)仿真與理論對(duì)比，進(jìn)一步驗(yàn)證仿真方法的正確性做鋪墊。②以平板導(dǎo)熱及摩擦產(chǎn)熱實(shí)例為理論對(duì)比模型，通過不斷調(diào)校有限元模型的相關(guān)參數(shù)，使得仿真結(jié)果與理論吻合，從而得到熱-固耦合有限元模型的相關(guān)設(shè)置參數(shù)，為后續(xù)章節(jié)建立基于熱-固耦合的軸