轧机四列圆锥滚子轴承有限元分析与实验研究

摘要

轧机轴承是冶金设备的重要零件之一，它不但工作环境十分恶劣，还要满足高速、重载、大冲击等轧制要求。因此，如何保证轧机轴承的正常工作以及使用寿命对整个冶金生产具有重要的意义。
　　本文以轧机用四列圆锥滚子轴承为主要研究对象，对影响轴承使用寿命的载荷、温度等条件进行具体研究。
　　首先，结合四列圆锥滚子轴承的结构特点和接触理论，完成四列圆锥滚子轴承三维有限元模拟分析，得到四列圆锥滚子轴承在静态载荷作用下的列间偏载情况和接触应力分布，证实列间偏载和应力集中是轴承破坏的主要因素。
　　其次，依据四列圆锥滚子轴承的载荷分布理论，设计二辊轧机实验辊系，确定轴承工作时列间载荷、轴向力和温度的具体测量方案，完成相应实验测试任务，得到轴承工作时的具体实测数据。
　　最后，对所得实验数据进行分析处理，分析轴承在静态载荷、动态载荷下的列间偏载情况和轴向力的分布情况，得到轴承在端盖预紧力、支点位置、轧件轧制位置、轧制力和轧制速度等工作条件下的载荷分布规律。依据实验结论和有限元分析，提出相应偏载情况下的解决办法，为进一步提高轴承的使用寿命奠定基础。

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第1章 绪论

1.1 轧机轴承的发展历程

1.2 轧机轴承的短寿烧损

1.3 轧机轴承短寿烧损原因探索

1.4 轧机轴承载荷分布理论发展

1.5 课题的研究意义及研究内容

第2章 四列圆锥滚子轴承基本结构与受力分析

2.1 四列圆锥滚子轴承的结构型式

2.2 四列圆锥滚子轴承基本特性

2.3 圆锥滚子轴承的载荷分布

2.4 本章小结

第3章 四列圆锥滚子轴承偏载有限元分析

3.1 ANSYS软件分析基本思想

3.2 四列圆锥滚子轴承有限元分析三维模型的建立

3.3 边界条件的确定与施加载荷后求解

3.4 ANSYS有限元计算结果

3.5 本章小结

第4章 四列圆锥滚子轴承实验方案论证

4.1 实验方案基本设计理念

4.2 实验方案论证

4.3 传感器的设计

4.4 本章小结

第5章 实验过程与数据分析

5.1 实验设备与数据采集系统

5.2 传感器的标定

5.4 实验数据分析

5.5 实验结论与改善措施

5.6 实验误差与缺陷分析

5.7 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢

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