基于大型轧机调心滚子轴承等效简化模型的过盈及接触分析

摘要

轧机中的调心滚子轴承工况复杂,实际寿命经常达不到预期的设计寿命,因此研究调心滚子轴承的全局载荷分布与局部的应力分布具有重要意义。在分析轴承的接触载荷分布时,对接触区域的网格细化将增加有限元模型中单元数量,导致计算时间较长且不易收敛。首先,基于赫兹接触理论提出了一种新的简化的轴承有限元模型,简化后的模型可以明显地提高计算效率;然后,在考虑轴和轴承内圈过盈配合的基础上求解全局模型的滚子接触载荷分布;最后,将求出的最大接触载荷对应的位移作为局部模型的边界条件,求解内圈的应力分布。结果表明不同工况下两列滚道承受载荷的比例是变化的,滚子接触载荷分布也是变化的。过盈配合使得内圈的最小Mises应力大于40 MPa,这将会降低轴承的强度和疲劳寿命。