大型回转轴承的承载性能分析
大型钢厂回转轴承在线检测报告
大型钢厂回转轴承在线检测报告本结果可作为回转轴承的保养、修复、和更换新轴承的客观数据依据，单并不具有唯一性，主机和运行的钢厂、电厂等部门完全根据设备的需要进行必要的选择。
检测数据和读数1）：轴承运行不平稳。
2）：存在200HZ的故障频率，是电机交流电工频的2倍频。
设备运行状态指标序号指标量纲 1 2 3 4 5 EU 工程单位EUg g g g g0.406 0.398 0.51 0.406 0.5571 最大值(EU)2 最小值(EU) -0.549 -0.494 -0.541 -0.366 -0.4623 平均值(EU) -0.05868 -0.03293 -0.01605 -0.0083 -0.002454 平均幅值(EU) 0.07079 0.05498 0.04644 0.04503 0.045975 方根幅值(EU) 0.06238 0.04498 0.03665 0.03566 0.036356 有效值(均方根) (EU) 0.08456 0.07199 0.06452 0.06273 0.064417 均方值(EU)^20.00715 0.00518 0.00416 0.00393 0.004158 标准差(均方差) (EU) 0.06089 0.06402 0.06249 0.06218 0.064379 最大值-平均值(EU) 0.46468 0.43093 0.52605 0.4143 0.5594510 最小值-平均值(EU) -0.49031 -0.46106 -0.52494 -0.35769 -0.4595411 方差(EU)^20.0037 0.00409 0.0039 0.00386 0.0041412 偏度指标(EU)^3 1.858E-4 1.989E-4 1.781E-4 1.644E-4 1.808E-413 峭度指标(EU)^4 1.278E-4 1.359E-4 1.350E-4 1.190E-4 1.38E-414 偏态因数(无) 0.82341 0.75822 0.72988 0.68363 0.6780315 峰态因数(峭度) (无) 3+6.29943+5.089663+5.852653+4.95927 3+5.0375116 波形因数(无) 1.1945 1.30944 1.38926 1.39323 1.4011317 脉冲因数(无) 7.75488 8.98482 11.6478 9.01593 12.115118 峰值因数(无) 6.49215 6.86156 8.38419 6.47122 8.6466219 裕度因数(无) 8.7997 10.9808 14.7613 11.3833 15.3197时域分析数据振动加速度峰峰值正常。
回转支承轴承技术要求
回转支承轴承技术要求
回转支承轴承技术的要求主要包括以下几个方面：
1. 轴承负载能力：回转支承轴承需要能够承受来自旋转、倾斜、挤压等多种力的作用，因此要求具有较高的负载能力和抗疲劳性能。
2. 高精度和稳定性：回转支承轴承在工作过程中需要保持较高的旋转精度和稳定性，以确保设备的正常运行和精确控制。
3. 转动平顺性：回转支承轴承需要具有较好的转动平顺性，以减小运动过程中的摩擦损失和噪声。
4. 寿命长：回转支承轴承需要具有较长的使用寿命，以减少设备的维修和更换成本。
5. 抗腐蚀和抗磨损性能：回转支承轴承经常处于恶劣环境下，要求具有较好的抗腐蚀性能和抗磨损性能，以保证轴承的稳定运行。
6. 轻量化和紧凑性：回转支承轴承通常应用于工程机械等需要轻量化和紧凑结构的设备上，因此要求轴承具有较小的外形尺寸和重量。
7. 安全可靠性：回转支承轴承需要保证设备的操作安全和使用可靠性，不易出现故障和事故。
回转轴承承载说明
回转轴承承载说明回转轴承是一种与其他轴承不同的特殊轴承，它是由内圆和外圆两个圆环组成的。
在回转轴承中，内圆和外圆之间的接触面积非常大，承载能力也相应地增强了。
回转轴承的承载能力由多个因素决定，如负荷方向、转速、使用环境等等。
下面将详细介绍回转轴承承载说明。
1. 载荷种类回转轴承的承载能力与其所承受的负荷类型相关。
一般而言，回转轴承可承受径向载荷、轴向载荷和倾斜载荷。
其中，轴向载荷是指沿轴向方向作用的载荷，径向载荷是指垂直于轴向的载荷。
而倾斜载荷指斜向作用在轴承上的载荷。
2. 额定载荷额定载荷是回转轴承所能承受的最大负载。
当轴承承受额定载荷时，其寿命应达到设计要求。
额定载荷通常由制造商在产品说明书中给出。
动载荷是指应用在回转轴承上的变动载荷。
在工业场合中，回转轴承经常被应用于旋转机械设备中，这就决定了它必须能够承受变化的载荷。
因此，动载荷是回转轴承设计中非常重要的一个参数，需要制造商充分考虑。
静载荷是指应用在回转轴承上的稳定、固定载荷。
静载荷往往比动载荷小，但是同样也是回转轴承设计中的重要参数。
5. 寿命和疲劳寿命在回转轴承设计和制造中，一个重要的指标是寿命。
寿命被定义为轴承可以承受的循环次数或运行时间。
疲劳寿命是指轴承在循环载荷下运行到出现疲劳破坏时经历的循环次数或运行时间。
6. 转速转速是指轴承所承载设备的旋转速度。
回转轴承的承载能力与其所处环境和应用有关，当经常应用于高速环境时，需要特别考虑轴承的承载能力。
7. 环境环境也是回转轴承承载能力的一个重要因素。
如果轴承用于恶劣环境，如高温、高湿度、强腐蚀性、重载荷、高速运行等条件，必须选择合适的材料和结构来确保承载能力。
总之，回转轴承的承载能力是由多个因素综合影响的。
在轴承的设计、制造和使用过程中，需要全面综合考虑各种因素，以确保回转轴承的长期、稳定的工作。
球轴承 承载分析
! 引言
回转支承又称转盘轴承或特大型轴承，是一切两部分之间
需作相对回转运动，又需同时承受径向载荷、轴向载荷和倾覆力矩的机械所必需的重要传力元件。
近年来，随着主机行业的迅速发展，回转支承得到了广泛的应用。
除为挖掘机、塔吊、汽车吊以及各类起重机配套外，还广泛应用于轻工机械、冶金机械、医疗机械、工业机器人、隧道掘进机、堆取料机、导弹发射架、雷达天线座、旋转舞台等。
W 回转支承的结构和受力分析
回转支承按结构形式的不同可划分为单排四点接触球式、
单排交叉滚柱式、双排球式及三排滚柱式等几种类型。
这里以。
大型旋转机械结构的稳定性分析与改进
大型旋转机械结构的稳定性分析与改进在现代工业中，大型旋转机械如风力涡轮机、海上钻井平台等扮演着重要的角色。
然而，这些机械设备在长期运行中往往会面临结构稳定性的挑战。
因此，对大型旋转机械的稳定性进行分析和改进是至关重要的。
一、稳定性分析大型旋转机械的稳定性分析是设计和改进的基础。
通过进行全面的结构分析，可以识别潜在的问题，并采取相应的措施。
稳定性分析主要包括以下几个方面：1.材料选择：选择适合长期运行的高强度、耐疲劳的材料是确保结构稳定性的重要步骤。
2.结构刚度分析：通过对旋转机械的各个部件进行刚度分析，确定结构强度与刚度的匹配程度。
不合理的刚度配比可能会导致结构在运行中的振动和共振问题。
3.模态分析：通过模态分析，确定旋转机械的振动特性，寻找结构中可能存在的共振点。
在分析结果的基础上，进行必要的结构改进。
4.动力学分析：综合考虑旋转机械的结构、负载和外界环境的影响，对动力学特性进行分析。
动力学分析可以帮助工程师确定机械设备在各种工作条件下的稳定性和可靠性。
二、稳定性改进基于稳定性分析的结果，针对结构中存在的问题进行改进是确保大型旋转机械稳定运行的关键。
以下是一些常见的稳定性改进措施：1.结构加强：对结构中的薄弱环节进行加固，提高整体结构的强度和刚度。
常见的加强方式包括增加钢材的厚度、增加连接件的数量或加强剪力墙等。
2.减震降噪：通过安装减振装置或减噪设备，降低结构振动和噪音水平。
减震降噪技术可以有效减少结构损伤和疲劳，延长机械设备的使用寿命。
3.控制共振：采取措施消除结构的共振点或通过改变结构参数使其偏离共振频率。
这可以通过增加处于共振频率的部件质量或改变其刚度来实现。
4.优化设计：通过优化结构的布局和几何形状，最大限度地提高结构的稳定性。
合理的设计能够提高结构的荷载分布和强度传递，减少集中应力和变形。
结论大型旋转机械的稳定性分析与改进是确保设备运行安全和可靠性的关键。
通过全面的稳定性分析，可以识别潜在的问题，并采取相应的改进措施。
回转支承承载能力
影响回转支承承载能力的四个参数回转支承的失效形式有两种，一是滚道损坏，二是断齿，而滚道损坏占的比例达98%以上，因此我们说，滚道质量是回转支承质量的核心问题，影响回转支承滚道质量的因素较多，其中滚道淬火硬度、淬硬层深度、滚道曲率半径和接触角无疑是最重要的四个影响因素，它们以不同的方式影响着滚道质量，并决定了回转支承的承载能力和使用寿命。
•滚道硬度回转支承滚道淬火硬度对其额定静容量影响较大，如以HRC55时额定静容量为标准1，则滚道硬度与额定静容量有下列对应关系：标准规定的最低硬度为HRC55，通常实际平均淬火硬度在HRC57左右，因此绝大多数回转支承实际承载能力均高于按HRC55计算的理论值。
从上表也可看出当硬度低于HRC53时，即使留有1.2的安全系数，使用也不安全了，特别当硬度只有HRC50时，1.7倍的安全系数也形同虚设，非常危险。
硬度不够极易造成回转支承失效，从滚道表面点蚀开始到坍塌结束。
•滚道淬硬层深度滚道淬硬层深度目前尚无无损检测的方法，主要靠工艺和装备来保证，必要的淬硬层深度是回转支承滚道不产生剥落的保证。
当回转支承受外负荷作用时，钢球与滚道的点接触就变成了面接触，是一个长半轴为a，短半轴为b的椭圆面，滚道除受压应力外，还受到剪切应力作用，最大剪切应力发生在表面下0.47a深处，因此滚道淬硬层深度须大于0.47a（一般取0.6a），这也是标准中根据钢球直径大小，而不是根据回转支承直径大小来规定淬硬层深度的原因，同时给出了具体最小保证值。
深度不够又会对回转支承的承载能力产生什么样的影响呢？它定量化的描述是：额定静容量CO与淬硬层深度H0.908成正比，由此可计算出，将要求为4mm的淬硬层深度只淬到2.5mm，那么CO将由1降至0.65，由此而产生的回转支承失效形式为滚道剥落，即使采取焊补措施也无济于事。
•滚道曲率半径这里的滚道曲率半径是指滚道在垂直剖面内的曲率半径，它与钢球半径的比值t（一般为1.04~1.08）的大小也显著影响着回转支承的额定静容量和动容量（寿命Lh），设t=1.04时为额定静容量和寿命均为1，则有下列对比关系：从表中可看出半径比越大额定静容量越低，使用寿命越短，即使滚道热处理硬度和淬硬层深度都符合标准要求，而不能有效控制该半径比，回转支承的承载能力和使用寿命仍达不到标准值，而这一点往往被忽视，但它却是影响回转支承性能的重要参数。
千吨级起重机用多排滚子组合转盘轴承快拆装结构的承载能力分析
2023/09 总第571期CONSTRUCTION MACHINERY25近年来，随着国内风力发电、石油化工、核电装备的安装需求不断增多，对千吨级履带起重机的需求也越来越旺盛。
由于千吨级履带起重机体积大、重量重，整机转场运输困难。
相对于传统转盘轴承通过螺栓与起重机进行连接固定的方式，将多排圆柱滚子转盘轴承设计为快拆装结构，实现大型起重机拆解后分体转场运输，已变成一种新的技术方向。
然而，在千吨级履带起重机工作时，转盘轴承滚道及快拆装结构承受较大的轴向力和倾覆力矩。
目前国内对转盘轴承滚道的校核计算方法已比较成熟，但尚无直接适用于快拆装结构的校核计算方法。
为能够进行多排圆柱滚子转盘轴承快拆装结构的合理结构设计和参数选择，十分需要1种应用于该类转盘轴承快拆千吨级起重机用多排滚子组合转盘轴承快拆装结构的承载能力分析毛斐然¹，王高峰¹，李培培¹，漫恒源¹，曹 镇²（1 洛阳轴研科技有限公司，河南 洛阳 471039； 2 洛阳广通汽车有限公司，河南 洛阳 471000）［摘要］针对千吨级起重机所用快拆装多排圆柱滚子轴承的快拆装结构设计以及销轴选型，无法校核计算保证快拆装结构的安全使用，防止销轴损坏造成千吨级起重机在吊装作业时出现事故。
本文主要介绍多排圆柱滚子轴承的快拆装结构的校核计算方法，利用所建立的校核方法计算得出了销轴、底座以及支撑圈的结构强度安全系数，为判定多排圆柱滚子轴承的快拆装结构满足给定应用工况要求的程度提供了依据，以供生产制造厂家参考。
［关键词］多排滚子组合转盘轴承；快拆装结构；校核计算；结构强度安全系数［中图分类号］TH213［文献标识码］B［文章编号］1001-554X（2023）09-0025-03DOI: 10.14189/ki.cm1981.2023.09.031[收稿日期] 2023-02-14[基金项目] 国家重点研发计划：2020YFB2006802-02；大型掘进机主驱动轴承批量精密制造技术[通讯地址] 毛斐然，河南省洛阳市吉林路1号装结构的力学模型与校核计算方法及承载能力分析。
大型风电机组主轴轴承承载能力分析
大型风电机组主轴轴承承载能力分析于虹1,田振亚2,邹荔兵2(1 广东明阳龙源电力电子有限公司,广东中山528437;2 广东明阳风电产业集团有限公司风能研究院,广东中山528437)摘要:介绍了目前大型风力发电机组主轴轴承所承受的载荷工况,分析了主轴轴承的偏载情况、润滑和游隙对承载能力和寿命的影响,以及主轴轴承的振动对自身寿命的影响,提出了设计中需要注意的重点、改进意见和建议。
关键词:主轴轴承;偏载;润滑;游隙;轴承振动中图分类号:T H133 3 文献标志码:A 文章编号:1007 290X(2011)05 0039 02Analysis on Carrying Capacity of Main Shaft Bearing in Large Wind TurbinesY U Ho ng1,T I AN Z he n ya2,Z OU L i bing2(1.G uangdong M ingy ang L ong yuan P ow er Electr o nics Co.,L td.,Z h ongshan,G uangdo ng528437,China;2.W ind Pow er Resear ch Institute o f G uangdo ng M ingy ang W ind Pow er I ndustr ial G r oup Co.,L td.,Z hongshan,G uangdo ng528437, China)Abstract:T he pa per intr oduces cur rent load cases o f ma in shaf t bear ing in lar ge w ind turbine s,it analy zes im pact of unbala nce d lo ading,lubr ica tio n and clear ance o n bear ing ca pa city and lif e o f main shaft bear ing;it a lso expo unds im pa ct of main shaft bea ring vibrat io n on its life time and pr opo ses e ssentials,impro vem ents and sug gestio ns.Key words:m ain shaft bear ing;unba lanced loading;lubr icatio n;cle ar ance;bear ing vibr ation风力发电机组功率的不断增大带来风电机组体积和载荷的增加,这对风电机组的可靠性和安全性提出了更高的要求。
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６一＝１６一ＲＥ ２］∽
（７）
艿。（ｒ）＝警ａ（＝２（Ⅱ警２一）“，３２），ｏ＜ｒ
（８） ｓ口（９）
式中，尸－＿一为施加的法向载荷； ＰＤ——为最大接触应力； ａ——为接触圆的半径；
Ｐ（ｒ）——为接触应力分布函数５
尺——为等效相对曲率半径，百１ ２百１＋万１ ５
Ｅ’～为等效弹性模量古＝半＋半。
经计算可得：６一＝５．０２斗ｍ，６。（ｒ＝０）＝４．６５ｐ。ｍ。 ２．１．２有限元求解
径向载荷 轴向载荷 倾覆力矩
Ｆｒ
几
肘
１２５ｋＮ
２０００ ２０００ｋＮ
ｋＮ·ｒｎｍ
２．２．１倾覆力矩的计算
利用前面推导出的公式（６）和利用Ｖｃ开发的相关求解
软件，求解得到该轴承受倾覆力矩影响最大部份的相应结果 如表三所示。
（ＫＥＹ０ｍ）设置原则。最后，以某风电变浆回转轴承为例，
将推导公式的计算结果和径向、轴向力综合起来，利用参数 化设计语言（ＡＰＤＬ）建立有限元模型，对该风电轴承的静载 荷承载性能进行分析计算。
１ 倾覆力矩对回转轴承作用解析公式的 推导
回转轴承的实际接触角对其承载性能的影响较大口Ｊ，而 普通轴承受倾覆力矩较小，因此关于轴承受倾覆力矩影响的 研究较少，文献［１０］仅仅对初始接触角为Ｏ。这一特殊情况 下，球轴承受弯矩作用的解析公式进行了推导，但是对于回 转轴承其倾覆力矩是所受的主要载荷，因此有必要推导弯矩 对带初始接触角的轴承作用的解析公式。
５．０６９ ４．９４０ ５．０２２ ４．８９４ ４．９５０ ４．８２ｌ
５．０５６ ４．９２９ ４．９８５ ４．８５７ ４．９６１ ４．８３２
５．０８７ ４．９５９ ５．０３５ ４．９０７ ５．Ｏｌｌ ４．８８３
综合考虑，最终在进行轴承面一面接触分析时取ＦＫＮ＝１．０， 接触区单元的尺寸大小约为理论接触圆半径的４０％。
万方数据
第２期
郑兰疆等：大型回转轴承的承载性能分析
８３
，
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Ｑ’－
慧
／一
娴＼斗 ｛
＼＼ 。
燃 ’＼～
占。：ｃ缉
（３）
Ｄ０
故Ｑ＝。｝（鲁）彳，其中ｃ可直接利用文献［１０］的计算方法。
现将钢球．『与内外圈接触面的法向变形分为内圈和外圈两部 分，两者之和为＆，则由图２可得：
乒堪（警）２瑙岛＝（ｓ’ 骘ｃ一产．ｓ）ｃ＝ｃｏｓ（…舻ｓｃ
（２）
其中哟：等×砌＝ｌ’２，．．．，ｚ）；
ＳＧ＝（坑一１）Ｄ，；
接触区法向的载荷ｐ与变形占。的关系为ｎ０１：
式中，Ｄ，为滚球中心圆直径５ Ｄ，为滚球直径； Ｓ。为内、外圈沟道曲率中心间距。 厶为等效曲率同滚球直径之比，为厶＝＠＋Ｚ）／２； 方程（６）比较复杂，需要进行多次迭代对其进行求解，因
此作者采用ＶＣ开发了相应的求解软件。
如图（１）所示，弯矩作用下内外圈的相对倾斜角为０，考 虑一般性，位置角为妒，处的钢球Ｊ的位移艿。为：
Ｄｐ。
。芎犰０８竹
假设其初始接触角为卢，如图２，外圈滚道中心为Ｏ。，变形前 的内圈滚道中心为Ｏ；，变形后内圈滚道中心变为Ｏ。，易知 ／＿ＯｉＯ。Ｏ。＋卢是钢球受弯矩影响后的接触角，引入余弦定 理，可得
万方数据
机械设计与研究
第２４卷
２．Ｉ．Ｉ非协调固体接触的Ｈｅｒｔｚ方法 考虑两个旋转体相接触的情况，其几何条件及材料特性
如下：上球体的半径为Ｒ。＝２５ｒａｍ，弹性模量曰。＝２００ＧＰａ，泊 松比Ｋ＝０．２６９；下球体的半径Ｒ２＝３５ｍｍ，弹性模量Ｅ２＝ ２０７ＧＰａ，泊松比％＝Ｏ．３，所受载荷Ｐ＝２００Ｎ。在载荷Ｐ作用 下的Ｈｅｒｔｚ解基本公式如下Ｄ４］：
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｌｅｗｉｎｇ ｂｅａｒｉｎｇ，ｃｏｎｔａｃｔ ａｎａｌｙｓｉｓ，ｇｒｉｄｄｉｎｇ，ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ａｎａｌ机器部件，被广泛 运用于诸如坦克、起重机和风电变浆等大型机械装置中，其 设计标准是保证其静载荷的承载能力¨－３］。近些年来，国外 已有较多学者致力于回转轴承的研究工作【１ｑ Ｊ，取得一定的 成果。国内对回转轴承的研究主要集中在基于经验公式的 数值计算Ｈ。Ｊ，这样导致许多设计为了满足预定的要求，就 不得不大大增加设计的安全系数，从而造成了材料的浪费和 装置的笨重，同时也增加了产品的成本。国外，有限元法 （Ｆｉｎｉｔｅ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｍｅｔｈｏｄ）已成为轴承设计过程中必不可少的 重要环节，文献［８，９］都利用有限元分析软件对标准轴承进 行了分析计算，获得了相当理想的结果。但是，回转轴承不 同于普通轴承，它同时承受径向力、轴向力和倾覆力矩的作 用，且其尺寸很大，这将给利用有限元分析软件直接进行其 整体分析计算带来如下困难：①模型较大，滚动体数量较多， 网格划分时将产生大量的单元，对机器的硬件提出了较高要 求。②大量的接触对单元给非线性计算的收敛性带来了困 难。③同时承受轴向力、径向力和倾覆力矩的作用，在有限 元分析软件中同时将这些载荷进行加载并不能准确的控制 载荷的方向。
关键词：回转轴承；接触分析；网格；有限元分析
中图分类号：ＴＨｌ３３．３３ ０３４３．３
文献标识码：Ａ
Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｌｏａｄ Ｃａｐａｃｉｔｙ ｆｏｒ Ｓｌｅｗｉｎｇ Ｂｅａｒｉｎｇ
ＺＨＥＮＧ Ｌａｎ－ｊｉａｎｇ，ＬＩ Ｙａｎ， ＺＨＡＯ Ｗｕ， ＹＡＮＧ Ｐｉ—ｚｈｕ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｉｃｈｕａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｉｃｈｕａｎ Ｃｈｅｎｇｄｕ ６１００６５，Ｃｈｉｎａ）
（√·＋（警）２一掣一（９０例一，）２× 对值。 肘＝骞鸭＝砉１｛（ｓｉ印＋堡掣）
，＝ｌ
，＝
Ｌ、
二＾）ｃ
７
葺√·—＋—（警』），２主狐一一三１掣、呈竺ｃ丛ｏ—ｓ（９—０ｗ一，， ＩＪ（、１６）
（ａ）变形前
（ｂ）变形后
▲图２滚球的位移与变形
町叩可Ｓｃ １—＋（２ｓ。—ｆｓＳｉ唯Ｇ＋／２生Ｓｏ—／１６Ｘｌｃ—。嘞２Ｓｃ菰／蒜
万方数据
▲图５单元尺寸和ＦＫＮ与６ｌ（ｒ－－ｏ）的关系 ２．２大型回转轴承分析实例
现对某公司风电变浆回转轴承的承载性能进行有限元 分析，其基本参数如表二中所示。利用空间力系的相关知 识，将叶片上的风力经计算后等效为作用在内圈上的径向 力、轴向力和倾覆力矩。
第２期
郑兰疆等：大型回转轴承的承载性能分析
４．８４４ ４．７１６ ４．６９６ ４．５６６ ４．６２３ ４．４９６
５．０７４ ５．０８４ ４．９４７ ４．９５５ ４．９７８ ４．９７ｌ ４．８５１ ４．８４２ ４．９２２ ４．９２ｌ ４．７９５ ４．７９２
５．０３５ ４．９０７ ４．９６４ ４．８３７ ４．９３３ ４．８０５
５．０４４ ４．９上６ ４．晰难 ４．８３７ ４．９２８ ４．８００
０．３３３ ７．Ｒ５３ ７．７２５
表１有限元计算结果
０．２５
Ｏ．２
Ｏ．１６７
７．３７０ ７．１４９ ６．８１６ ７．２４２ ７．０２２ ６．６８６
０．１４２ ６．６１３ ６．４８５
０．１２５ ６．４６２ ６．３３３
０．１ ６．２１３ ６．０８４
０．０９ｌ ６．１３９ ６．０１０
０．０７８ ６．０１０ ５．８８０
第２４卷第２期 ２００８年４月
机械设计与研究
Ｍａｃｈｉｎｅ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ
Ｖ０１．２４ Ｎｏ．２ Ａｐｒ．，２００８
文章编号：１００６－２３４３（２００８）０２－０８２－０５
大型回转轴承的承载性能分析
郑兰疆。李彦。 赵武杨丕珠 （四川大学制造科学与工程学院，成都 ６１００６５，Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｌｊｋｏｂｅ＠ｓｏｈｕ．ｃｏｒｎ）
▲图４单元尺寸和ＦＫＮ与６一的关系
根据表ｌ可知对于８一和各网格尺寸大小以及ＦＫＮ设 置的关系，图４是其三维折线图，对于变形盈（ｒ＝０）如图５ 所示：
对数据进行分析可得，虽然越小的ＥＫＮ在求解时候的 收敛性较好，但是ＦＫＮ的值越小要得到准确结果需要的网 格的尺寸要小的多，这将耗费大量的计算时间和资源。因此
ＦＫＮ＝ １．Ｏ
ＦＩ旺＝ １．５
Ｆ●（Ｎ＝ ２．Ｏ
谚。 １．８１７
４‘，．－ｏ） Ｌ ６８７
ｋ １．６７２
４《ｒ－０） １．５４２
钆 １．６００
圬（，·０） １．４７０
４．０２０ ３．９００ ３．７７９ ３．６４９ ３．６ｌｌ ３．４８ｌ
４．７７３ ４．６４６ ４．６４３ ４．５１６ ４．５８６ ４．４５９
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ ｏｆｆ ｔｈｅ ｃｏｎｔａｃｔ ｍｅｃｈａｎｉｃｓ ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ Ｈｅｒｔｚ，ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｌｅｗｉｎｇ ｂｅａｒｉｎｇ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ．ａ ａｎａｌｙｔｉｃａｌ ｆｏｒ－ ｍｕｌａ ａｂｏｕｔ ｔｈｅ ｉｎｔｌｕｅｎｃｅ ｍｏｍｅｎｔ ｏｆ ｂａｌｌ ｂｅａｒｉｎｇ ｗｉｔｈ ｉｎｉｔｉａｌ ｃｏｎｔａｃｔ ａｎｇｌｅ ｉｓ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｈａｓ ｓｔａｄｉｅｄ ｔｈｅ ｍｅｓｈ ｓｔａｎｄａｒｄｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｏｎ ｏｆ ｓｅｔｔｉｎｇ ｋｅｙｏｐｔｓ ｄｕｒｉｎｇ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ａｎａｌｙｓｉｓ（ＦＥＡ）ｓｏｆｔｗａｒｅ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｂｅａｒ－ ｉｎｇ ｃｏｎｔａｃｔ ｐｒｏｂｌｅｍ．Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ａ ｃｏｎｃｒｅｔｅ“ｎｄ ｔｕｒｂｉｎｅ ｂｅａｒｉｎｇ．ｂｏｔｈ ｔｈｅ ａｎａｌｙｔｉｃａｌ ｆｏｒｍｕｌａ ａｎｄ ｔｈｅ ＦＥＡ ａｒｅ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ａｎａｌｙｔｉｎｇ ａｎｄ ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ ｔｈｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｍｏｍｅｎｔ，ｍａｘｉｍｕｍ ｓｔｒｅｓｓ ａｎｄ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｂａｌｌ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ．
２大型回转轴承承载性能有限元分析
通过上面推导出的公式可以很好的处理倾覆力矩，为以 后进行的有限元计算提供必需的数据，在此基础上结合有限 元软件对回转轴承的承载性能进行分析。 ２．１有限元软件在求解面一面接触时网格的划分标准